Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник.
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/19
Ідентифікатор медіа: R30-03925 (рішення Національної ради України від 25.04.2024 р. № 1418).
Мови видання: українська, російська, англійська, періодичність - один раз на рік.
Browse
18 results
Search Results
Item Математичне моделювання процесу утворення гранул із сипких матеріалів в грануляторах з кільцевою матрицею(ЦНТУ, 2023) Степаненко, С. П.; Тримбач, С. П.; Stepanenko, S.; Trimbach, S.На основі механізму та кінетичних закономірностей утворення гранул із сипких матеріалів розроблена математична модель процесу, який відбувається в грануляторах з кільцевою матрицею. Проведені дослідження показали, що процес грануляції сипких матеріалів є стохастичним, оскільки результуючий гранулометричний склад є полідисперсним, і це пояснюється нерівномірним процесом гранулювання, що залежить від фізико-механічних властивостей зв'язуючого матеріалу, безпосередньо від частинок сипкого матеріалу, а також від таких явищ, як коагуляція та руйнування, знос та деформація. Based on the mechanism and kinetic regularities of granule formation from bulk materials, a mathematical model of the process occurring in ring matrix granulators has been developed. The studies have shown that the process of granulation of bulk materials is stochastic, as the resulting granulometric composition is polydisperse, and this is explained by the uneven granulation process, which depends on the physicomechanical properties of the binding material, directly from the particles of bulk material, as well as phenomena such as coagulation and destruction, wear, and deformation.Item Математичне моделювання та результати експериментальних досліджень процесу вібропневмоімпульсного поділу насіння за густиною(ЦНТУ, 2023) Степаненко, С. П.; Волик, Д. А.; Stepanenko, S.; Volyk, D.Наведено результати математичного моделювання руху зернового матеріалу на поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора. Використана силова та кінематична модель, геометричні характеристики поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора в динаміці зкінематичними показники обробки. Розрахунки за запропонованою моделлю дозволяють визначати траєкторії переміщення, швидкості та прискорення насінин зернового середовища при сукупній дії на них вібрацій та пневмоімпульсного потоку. The results of the mathematical simulation of the movement of grain material on the surface of the perforated deck of the vibro-pneumatic-impulse separator have been presented. Both force and kinematic models were employed, considering the geometric characteristics of the perforated deck surface in dynamic interaction with the kinematic indicators of processing. The calculations based on the proposed model allow for determining the trajectories of movement, velocities, and accelerations of the grain seeds within the grain medium under the combined action of vibrations and the pneumatic-impulse flow.Item Математичне моделювання стійкості руху асиметричної дискової борони(ЦНТУ, 2023) Степаненко, С. П.; Гриценко, О. П.; Stepanenko, S.; Hrytsenko, O.Виробнича необхідність розширення функціональних можливостей машинно-тракторних агрегатів (МТА), як найбільш затребуваних у невеликих господарствах внаслідок своєї високої енергонасиченості, надійності та універсальності в процесі виробництва сільськогосподарської продукції є важливим завданням, що вимагає застосування нових методологічних, практичних прийомів та актуальних конструкційних рішень. У наведеній статті розглядається застосування компенсатора зчіпної ваги, який встановлено на рамі та сниці асиметричної дискової борони, як одного зі способів раціонального перерозподілу зчіпної ваги у складі МТА у ході проведення передпосівного обробітку ґрунту. Математично обґрунтовується поліпшення можливості стійкості руху асиметричної дискової борони та застосування широкозахватних сільськогосподарських агрегатів, що надає можливість збільшити продуктивність їх застосування, знизити тимчасові та енергетичні витрати напередпосівний обробіток ґрунту. The production necessity to expand the functional capabilities of farm machinery and tractor units (MTUs), being the most demanded in small farms due to their high energy intensity, reliability, and versatility in the production of agricultural products, is an important task that requires the application of new methodological, practical approaches, and relevant design solutions. This article discusses the application of a hitch weight compensator, installed on the frame and plow of an asymmetric disc harrow, as one of the ways to rationally redistribute the hitch weight within the MTU during pre-sowing soil tillage. The mathematical justification is provided for improving the stability of the movement of an asymmetric disc harrow and the use of wide-span agricultural units, which allows increasing the productivity of their application and reducing temporary and energy costs for pre-sowing soil cultivation. In the general case, the performed mathematical analysis allows you to justify the fact that the MTA with an installed hitch weight compensator allows you to redistribute the load in the MTA composition, which will be able to expand the functional capabilities of the MTA and stabilize the stability of the movement of the asymmetric disc harrow under the conditions of its use in farms during pre-sowing soil cultivation.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 Теоретичні дослідження руху компонентів зернового матеріалу із штучно сформованим розподілом швидкості повітря в поперечному перетині каналу(ЦНТУ, 2021) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Kotov, B.; Stepanenko, S.В статті розглядаються дослідження поділу зернових матеріалів у пневматичних каналах із штучно сформованим розподілом швидкості повітря в поперечному перетині каналу, для визначення раціональної форми та параметрів подачі матеріалу та варіантів поділу зернового матеріалу на фракції. Теоретично досліджено та встановлено закономірності руху зернівки у вигляді математичних моделей динаміки руху твердої частки в потоці повітря, які відрізняється від відомих тим, що враховують дію бокових сил, концентрацію матеріалу, а застосування степеневого закону та штучно сформованого експоненціального закону розподілу повітря дало можливість підвищити розходження (розщеплення) траєкторій руху зернівок на 20%. Розв’язок системи нелінійних диференційних рівнянь із початковими умовами виконано в програмному середовищі MathCad у вигляді траєкторій руху зернівки в повітряному потоці, що дозволяє розраховувати їх траєкторії руху, які різняться коефіцієнтами парусності та визначити раціональні значення параметрів пневмогравітаційних та пневмоінерційних сепараторів. Використовуючи отримані залежності для розробки повітряних сепараторів, можна визначити початкову швидкість введення і напрямок входження зернівок у повітряний потік, а також визначити траєкторії руху матеріалу в повітряних каналах з нижнім вивантаженням матеріалу. The purpose of research to formulate a mathematical description of the movement of components of grain material in pneumatic channels with artificially formed distribution of air velocity in the cross section of the channel to improve the quality of separation (trajectory divergence) of grain material components. The article considers studies of grain separation in pneumatic channels with artificially formed air velocity distribution in the cross section of the channel, to determine the rational form and parameters of material supply and options for separation of grain material into fractions. The regularities of grain motion in the form of mathematical models of the dynamics of solid particle motion in air flow are theoretically investigated and established, which differ from those known in that they take into account the action of lateral forces, material concentration, and the application of power law and artificially formed exponential air distribution law) trajectories. The solution of the system of nonlinear differential equations with initial conditions is made in the MathCad software environment in the form of grain motion trajectories in air flow, allows to calculate their motion trajectories that differ in sailing coefficients and determine rational values of pneumogravity and pneumoinertia parameters. Using the obtained dependences for the development of air separators, it is possible to determine the initial velocity of entry and direction of entry of grains into the air stream, as well as to determine the trajectories of the material in the air ducts with lower material unloading. Conclusions: 1. Theories of grain motion are theoretically investigated and established in the form of mathematical models of solid grain motion dynamics in air flow, which differ from those known in that they take into account the action of lateral forces, material concentration, and the application of power and artificial exponential law (splitting) of grain movement trajectories by 20%. 2. The solution of the system of nonlinear differential equations with initial conditions is made in the MathCad software environment in the form of grain motion trajectories in the air stream, which allows to calculate their motion trajectories differing in sailing coefficients and determine rational values of pneumogravity and pneumoinertial separators.Item Основні теоретичні положення сепарації зернового матеріалу в повітряних каналах з нерівномірною швидкістю повітряного потоку(ЦНТУ, 2020) Степаненко, С. П.; Котов, Б. І.; Stepanenko, S.; Kotov, B.; Котов, Б. И.В статті розглядається підвищення ефективності поділу зернових матеріалів у пневматичних вертикальних каналах, шляхом визначення раціональної форми та параметрів подачі матеріалу, а також геометричної форми пневматичного каналу та варіантів поділу на фракції. Отримано закономірності зміни траєкторії та швидкості руху матеріалу в пневматичних вертикальних каналах круглого перетину з нижнім вивантаженням матеріалу. Закономірності руху частинок у вигляді матеріальної точки визначили з урахуванням сил опору повітря, сил тертя, сил Магнуса та Жуковського, вологості та густини матеріалу на основі теоретичного вивчення процесу фракціонування зернового матеріалу в пневматичних вертикальних каналах. Використовуючи запропоновані залежності для проектування повітряних сепараторів, можна визначити початкову швидкість введення і напрямок входження зернівок у повітряний потік, що є початковими умовами для визначення траєкторії руху матеріалу в повітряних каналах з нижнім вивантаженням матеріалу. The article considers the increase of efficiency of grain materials separation in pneumatic vertical channels by determining the rational shape and parameters of material supply, as well as the geometric shape of the pneumatic channel and options for separation into fractions. Regularities of change of trajectory and speed of movement of material in pneumatic vertical channels of round section with the lower unloading of material are received. The regularities of particle motion in the form of a material point were determined taking into account air resistance forces, friction forces, Magnus and Zhukovsky forces, material moisture and density based on a theoretical study of grain fractionation in pneumatic vertical channels. Using the proposed dependences for the design of air separators, it is possible to determine the initial rate of introduction and the direction of entry of grains into the air stream, which are the initial conditions for determining the trajectory of material in air channels with lower material discharge. В статье рассматривается повышение эффективности разделения зерновых материалов в пневматических вертикальных каналах, путем определения рациональной формы и параметров подачи материала, а также геометрической формы пневматического канала и вариантов разделения на фракции. Получены закономерности изменения траектории и скорости движения материала в пневматических вертикальных каналах круглого сечения с нижней выгрузкой материала. Закономерности движения частиц в виде материальной точки определили с учетом сил сопротивления воздуха, сил трения, сил Магнуса и Жуковского, влажности и плотности материала на основе теоретического изучения процесса фракционирования зернового материала в пневматических вертикальных каналах. Используя предложенные зависимости для проектирования воздушных сепараторов, можно определить начальную скорость ввода и направление вхождения зерновок в воздушный поток, которые являются исходными условиями для определения траектории движения материала в воздушных каналах с нижней выгрузкой материала.Item Дослідження руху часток зернового матеріалу у вертикальному каналі пневмогравітаційного класифікатора(ЦНТУ, 2019) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Котов, Б. И.; Kotov, B.; Stepanenko, S.В статті розглядається підвищенні ефективності фракціонування зернових сумішей у пневматичних протоках кругового поперечного перерізу, шляхом визначення раціональної форми та параметрів подачі матеріалу, а також форми пневматичного каналу та варіантів розвантаження фракцій. Отримано закономірності зміни швидкості руху та траєкторії матеріалу в пневматичних каналах круглого перетину з нижнім вивантаженням. Закономірності руху частинок у вигляді матеріальної точки вздовж поверхні живильної фази визначили з урахуванням сил опору повітря, сил тертя, вологості та щільності матеріалу на основі теоретичного вивчення процесу фракціонування суміші зерна в пневматичних каналах кругового поперечного перерізу. Використовуючи запропоновані формули для проектування сепараторів повітря, можна визначити початкову швидкість і напрямок входження частинок у повітряний потік, що є початковими умовами для визначення траєкторії матеріалу в повітряних каналах круглого перетину з нижнім вивантаженням. В статье рассматривается повышении эффективности фракционирования зерновых смесей в пневматических протоках кругового поперечного сечения, путем определения рациональной формы и параметров подачи материала, а также формы пневматического канала и вариантов разгрузки фракций. Получены закономерности изменения скорости движения и траектории материала в пневматических каналах круглого сечения с нижнейвыгрузкой.Закономерности движения частиц в виде материальной точки вдоль поверхности питательной фазы определили с учетом сил сопротивления воздуха, сил трения, влажности и плотности материала на основе теоретического изучения процесса фракционирования смеси зерна в пневматических каналах кругового поперечного сечения. Используя предложенные формулы для проектирования сепараторов воздуха, можно определить начальную скорость и направление вхождения частиц в воздушный поток, которые являются исходными условиями для определения траектории материала в воздушных каналах круглого сечения с нижней выгрузкой. The separation of grain mixtures into fractions by aerodynamic characteristics allows to increase the level of purity of the basic material - grains, seeds, etc., that is, to obtain a product with a given level of quality. The article discusses increasing the efficiency of fractionation of grain mixtures in pneumatic ducts of circular cross section by determining the rational shape and parameters of the material supply, as well as the shape of the pneumatic channel and options for unloading fractions. Based on the use of aerodynamic provisions, an original mathematical model of the process of moving the particles introduced at an angle to the vertical pneumatic channel was created. The proposed model takes into account the logarithmic irregularity of the air velocity field plot. A number of assumptions have been made: air turbulent mode, the resistance of the particle is proportional to the square of its relative velocity, the particles do not interact with other particles and the walls of the channel, while rotating at a constant speed. Regularities of the change in the speed of movement and the trajectory of the material in pneumatic channels of circular cross section with lower discharge are obtained. The patterns of particle motion in the form of a material point along the surface of the nutrient phase were determined taking into account the air resistance forces, friction forces, humidity and density of the material based on a theoretical study of the fractionation of a grain mixture in pneumatic channels of circular cross section. On the basis of theoretical studies, taking into account the deflection forces of Zhukovsky and Magnus, the possibility of separating particles of grain material into fractions by aerodynamic properties in vertical channels with lower discharge was determined. The use of airflow as a separating carrier can significantly increase the magnitude of the delineation of trajectories and the criterion of separation of grain into fractions. Simplified mathematical models of motion of components of grain material in air separators with vertical channels allow to determine the rational modes of operation of new technical means.Item Теоретичні передумови інтенсифікації вібропневматичного розділення зернових матеріалів на решетах(КНТУ, 2005) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.Наведено теоретичні дослідження щодо уточнення механізму взаємодії розпушувача із шаром сипкого середовища, що здійснює коливальний рух. Theoretical researches on clarification of mechanism of co-operation of rihlitelya with the ball of friable environment which accomplishes fluctuating motions are resulted.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 Технологічні аспекти сепарації зерна у вертикальному каналі(КНТУ, 2016) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Швидя, В. О.; Kotov, B.; Stepanenko, S.; Shvidia, V.У статті розглянуто питання підвищення ефективності вібровідценторового сепаратора з ступінчасто-конічним решетом, шляхом дії примусового повітряного потоку. Наведені математичні моделі руху падаючих часток при дії бокового повітряного потоку. The purpose of research — to identify analytical study the possibility of intensifying the process of separating the grain of the material air flow and obtain formulas for approximate calculation. The system analyzes the forces that act on a piece at a gathering with stair-stepped conical sieve in a horizontal air flow. Thus we obtained nonlinear differential equations on the basis of which the numerical method constructed the trajectory of motion of particles with different sizes. Approximate analytical calculation of particles motion trajectories based on the fact that the value of the absolute velocity is assumed constant and equal to 1.02 to 1.12. As a result of theoretical studies determined the possibility of rearrangement of particles of different sizes in the layer of the air flow direction in the transition from one element of the step-conical sieve into another. Created a simplified mathematical model of the motion of the grain of the material components in the incident layer when exposed to side airflow.