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
11 results
Search Results
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 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 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 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 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 Математична модель охолодження вологого зерна у вентилюємих бункерах з радіальним розподіленням повітря(ЦНТУ, 2017) Котов, Б. І.; Грищенко, В. О.; Котов, Б. И.; Грищенко, В. А.; Kotov, B.; Hryshchenko, V.В статті розглянуто нестаціонарний процес тепло- і масообміну в щільному нерухомому шарі зернового матеріалу при вентилюванні охолодженим повітрям в бункерах з радіальним розподілом повітря. При спрощених припущеннях фізичної картини сформульована математична модель нестаціонарного процесу охолодження зерна і подано її розв’язок і аналіз в комп’ютерному середовищі MatLAB. В статье рассмотрен нестационарный процесс тепло- и массообмена в плотном неподвижном слое зернового материала при вентилировании охлажденным воздухом в бункерах с радиальным распределением воздуха. При упрощенных предположениях физической картины сформулирована математическая модель нестационарного процесса охлаждения зерна и представлены ее решение и анализ в компьютерной среде MatLAB. Taking into account the insufficient analytical study of the cooling process of grain in bunkers with radial ventilation, it is necessary to establish the regularities of changing the parameters of grain material and air during filtration of air through a circular layer in order to cool it. In article are considered non-stationary process warmly - and mass exchange in a dense motionless layer of a grain material at ventilation by the cooled air in hoppers with radial distribution of air. At the simplified assumptions of a physical picture the mathematical model of non-stationary process of cooling of grain is formulated and its decision and the analysis in computer medium MatLAB are presented.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.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.Item Дослідження ефективності вібровідцентрової сепарації зерна на ступінчасто–конічному решеті методом планування експериментів(КНТУ, 2012) Котов, Б. І.; Пастушенко, М. Г.; Степаненко, С. П.; Kotov, B.; Pastushenko, N.; Stepanenko, S.Наведена методика і розглянуто вплив режимних параметрів процесу на якість сепарації. The method of experimental researches is resulted and influence of regime parameters is considered on quality of division.