Розрахунок параметрів зерноочистки

2.5. Розрахунок параметрів зерноочистки

Ширина решета Bр зв’язана з шириною соломотряса Bс співвідношенням:

Bр = (0,90...0,95)Bс (32)

Bр = 0,9·2=1,8 м

Bс =2 м

Bр=Bв=1,8 м

Площа решета очистки Fр визначається за допустимим питомим навантаженням на 1м²

Fр = qв (33)

qf

де qв – подача вороху на очистку.

Подача вороху qв рівна:

qв = q0(1-k0· β) (34)

де k0 – коефіцієнт, що враховує наявність дрібної соломи у воросі, що потрапила на очистку, k0=0,4...0,9. Приймаємо k0=0,5.

Для комбайнових решет qf=1,5...2,5 кг/(с·м²). Приймаємо qf=2 кг/(с·м²).

qв = 11,5(1-0,5·0,6) = 8,05 кг/с

Fр = 8,05 = 4,03 м²

2

Довжина решета Lр рівна

Lр= Fр (35)

Bр

Lр= 4,03 = 2,2 м

1,08

Кут нахилу решіт до горизонту складає 0...4º, кут нахилу подовжувача до горизонту 12...15º.

Амплітуда коливання верхнього решета складає 55...65 мм, нижнього решета 35...40 мм. Кінематичний режим роботи решіт очистки

к =r· ω² = 2,2...3,0 (36)

g

де ω – кутова швидкість обертання кривошипа механізму привода, с^-1;

r – радіус кривошипа, м;

g – прискорення вільного падіння, м/с².

Швидкість повітря над задньою та середньою частинами решета повинна бути 3,8 м/с, а над передньою частиною 5,8 м/с.

В очистці зернозбирального комбайна найчастіше використовуються відцентрові вентилятори низького тиску Н≤1000Па

Для створення відповідного руху і швидкості повітря в очистці вентилятор повинен створювати відповідний тиск повітря з метою подолання різного роду опорів в каналах і проміжках очистки та у зазорах між жалюзями решіт.

Робоча швидкість повітряного потоку на виході Vрn повинна бути в αв раз більше критичної швидкості Vкр для тих компонентів вороху, котрі повинні виноситися за зону очистки тобто

Vрn = αв· Vкр (37)

Для соломи довжиною до 200 мм αв=1,1...1,7, для полови αв=1,9...3,7 і для збоїни αв=2,5...5,0. Критична швидкість зерна Vкр=8,0...11,5 м/с, а для полови Vкр=0,75...5,25 м/с. Але з метою усунення втрат зерна видуванням його із половою, робоча швидкість повітряного потоку не повинна перевищувати значення критичної швидкості для зерна. Приймаємо αв=2,5 і Vкр=5,8 м/с.

Vрn =2,5·5,8=14,5 м/с

Необхідна витрата повітря Qв вентилятором для розділення вороху дорівнює:

Qв= qв , (38)

k1·ρn

де k1 – коефіцієнт, що враховує концентрацію матеріалу, що видаляється, у повітряному потоці (k1= 0,2...0,3). Приймаємо k1=0,3;

ρn – густина повітря (рівна 1,2 кг/м³).

Повний тиск, що повинен створювати вентилятор становить

h=hs+hd (39)

де hs – статичний тиск, що затрачається на подолання опорів,Па;

hd – динамічний тиск, необхідний для надання повітрю кінетичної енергії, Па.

Динамічний тиск

hd = Vрn²· ρn (40)

2

hd =14,5²·1,2 = 126,15 Па

2

Статичний тиск

hs=hd(1-k²) (41)

k²

де k=Fе/F , тут F – площа вихідного отвору вентилятора, а Fе – площа еквівалентного отвору (за дослідними даними k=0,5).

hs=126,15(1-0,5²) = 378,45 Па

0,5²

h=hs+hd=378,45+126,15=504,6 Па

Теоретичний тиск (енергія 1 м³ повітря) становить

Hт=h/ɳ (42)

 

Де ɳ - ККД вентилятора (ɳ=0,7)

Hт=504,0,7 = 720,86 Па

Діаметр вхідного отвору Dо (рис. 8) визначається за формулою:

Dо= 2,57√ ∆·λ0·Qв , (43)

µ0·n·(1-φ0)

де ∆ - коефіцієнт використання вхідного отвору (∆=0,55);

λ0 = Dо/ D1≈1,9 – відношення діаметру вхідного отвору кожуха Dо і внутрішнього діаметра колеса вентилятора D1;

µ0 – коефіцієнт підтискування потоку (µ0=1,0);

n – частота обертання колеса вентилятора (n=1000 об/хв);

φ0 – коефіцієнт попереднього закручування потоку (φ0=0,42).

Dо=2,57√ 0,55·1,9·22,4 = 2,57√0,04 = 2,57·0,02 =0,51 м

1·1000·(1-0,42)

Рис. 8. Схема відцентрового вентилятора двобічного всмоктування.

Зовнішній діаметр колеса D2 дорівнює

де α1 і α2 – кути нахилу лопаті до радіус-вектора відповідно на вході та виході повітряного потоку;

y1 і y2 – кути відхилення абсолютної швидкості повітря від переносної відповідно при вході на лопать та сходженні з неї;

r1=D1/2 , r2=D2/2 – внутрішній та зовнішній радіуси колеса.

Для проектних розрахунків можна приймати α1≤25º; y1=45º; y2=2º; r1/ r2=0,4.

φ = 1 - 0,16 1 = 0,99-0,16·1,89 = 0,69

1+0,17· 0,04 1+ 0,47·1

α2 = arcsin[(D1/ D2)·sin α1] (46)

α2 = arcsin[(D1/ D2)·sin α1] = arcsin[0,4·0,42] = arcsin[0,168]=9,7

Потужність, що використовується вентилятором, Nв рівна

Nв = Qв·Hт (47)

ɳп

де ɳп – ККД передачі (ɳп=0,95)

Nв = 22,4·720,86 = 16,997 кВт

0,95

Ширину вентилятора Вв приймають рівною ширині решета або грохота. Висоту вихідного отвору вентилятора s визначають за формулою:

де a – координата переднього кінця решета відносно верхнього ребра каналу;

β – кут розширення потоку (β=12º);

δ – кут нахилу повітряного потоку до площини решета (δ=30º);

k0' – коефіцієнт, що враховує відхилення потоку повітря решетом, (k0'=0,6).

a = (cosβ/ sin(δ-β) - k0')·S – Lp = (cos12/ sin(30-12)-0,6)·0,86-2,2 =

= (0,97/0,29-0,6)·0,86-2,2=0,62 м

З (49) розраховується параметр a, після чого потрібно визначити координату b переднього кінця решета відносно верхнього ребра каналу (рис.8) за формулою:

b = a·tg(δ+β), (50)

b = 0,62·0,9=0,56 м

 

Рис. 9. Схема до визначення розташування вихідного каналу вентилятора.