Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf

Скачать файл (16,96Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

равна живой силе выходящей рушанки. За один оборот бичевого барабана масса перерабатываемых семян (в кг/об)

	Q-60		(IV—90>
	Q = ------- .		(IV—90>
	п
При скорости выходящей рушанки
	лОп
	v — --------
	60
работа для создания скорости (в Дж/об)
у2	60Qn2D2n2
R = q 2	2-60% =	0 ,165D2nQ.	(IV—91}
Необходимая мощность для создания этой скорости
Rn	0 ,165D2«Q»	0,257-10-5 D2n2Q.	(IV—92)
60-1000	=	0,257-10-5 D2n2Q.	(IV—92)
60-1000	60-1000

Мощность, необходимая для преодоления вредных сопротив лений и работы питающего устройства, учитывается коэффици ентом полезного действия бичерушки rj.

Тогда общая необходимая мощность для бичерушки

дг _ ^Р а з + М о з + Л^т р + V ск

( 1 у _ 9 з )

где т] — к. п. д. бичерушки, которым учитывается расход мощности на вредные трения и на работу питающего валика; г| =0,35=0,40.

Если формулу (IV—93) написать в развернутом виде, то уви дим, что необходимая мощность пропорциональна квадрату ди аметра барабана и кубу частоты его вращения. Следовательно, выгодней строить машины с меньшим диаметром барабана и с более узкими бичами.

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ РУШКА

В бичерушках нельзя получить рушанку, которая полностью соответствовала бы технологическим требованиям.

Как отмечалось выше, основной причиной возникновения до полнительных фракций в рушанке является наличие волнистой деки достаточной протяженности. Это, с одной стороны, вызы вает неравенство условий обрушивания семян на ней и, с дру гой стороны, создает условия для повторного обрушивания. Кроме того, неупорядоченное движение семян внутри машины способствует образованию целяка и недорушки.

Рушанка, соответствующая технологическим требованиям, может быть получена в машине, лишенной тех недостатков, ко торыми обладают бичерушки. Однако при любом изменении конструкции бичерушки нельзя полностью устранить эти недо статки, так как они заложены в самой идее обрушивания в би черушках.

109

Более прогрессивными являются центробежные рушки, в ко торых можно получить упорядоченное движение семян, создать удар, соответствующий массе каждого семени, а длину деки свести к минимуму.

О С Н О В Ы Т ЕО РИ И Р АБО ТЫ РУШКИ

Рассмотрим движение семени по вращающемуся ротору цен тробежной рушки [39].

Для простоты последующих выкладок рассмотрим ротор, ко торый имеет радиальные лопатки. Такая форма лопаток наибо лее проста в выполнении.

Семя, попавшее на вращающийся ротор, находится в поле

действия следующих сил: центробежной силы, силы			тяжести
Т
У	Рис. IV—36. Силы,
У	действующие на семя
	при его	движении	по
	ротору	центробежной
	рушки.

и кориолисовом силы. Рассмотрим одно семя, находящееся на роторе, вращающемся с постоянной угловой скоростью со (рис. IV—36). Это семя находится на расстоянии х х от оси враще ния О.

Центробежная сила (в ньютонах)

ти2

Fi = ----- , *i

или

Fx - тархх,

где т — масса семени, кг; и — переносная скорость семени, м/с;

Хх — расстояние от оси вращения до точки вращения, м; со— угловая скорость вращения точки, рад/с.

Кориолисова сила

Р — 2ma>Vx,

где vt — относительная скорость движения семени по ротору, м/с.

Сила тяжести семени

G = mg,

где g— ускорение свободного падения.

ПО

Из-за наличия кориолисовых сил и силы тяжести при движе нии семени по ротору появляются силы трения, направленные в сторону, противоположную движению семени. Сила трения под действием силы тяжести частицы

F, = fG.

Сила трения под действием кориолисовых сил

Fs = fP,

где / — коэффициент трения семени по материалу ротора.

Согласно второму закону Ньютона, при наличии сил трения движение несвободной материальной точки в поле силы тяже сти по поверхности связи относительно неподвижной инерцион ной системы отсчета можно определить-из уравнения

	m a =	G + N +		Frр,	(IV—94)
где	т — масса точки;
	а — ускорение точки относительно			неподвижной системы отсчета;
	G — сила тяжести точки;
	N — реакция связи;
	Ртр — сила трения скольжения.
	Известно, что
	ц = Це *Т О,г ~Ь ак>
где	ае и а г — переносное и относительное ускорение;
	ак — кориолисово ускорение.
	Подставляя значение ускорения в уравнение (IV—94),					пос
ле соответствующих преобразований получим
	tricif == G	N	-\|—F хр — т а г		(IV	95)
	Здесь векторная величина		тае есть переносная		сила инер

ции, а векторная величина так — кориолисова сила. Обозначим

эти силы соответственно /д и Р.

В рассматриваемом случае точка будет двигаться вдоль ло патки, соприкасаясь с плоскостями диска и лопатки. Как видно из рис. IV—36, при этом движении возникают две силы трения: одна из них вызывается давлением семени на диск, а другая —

кориолисовой силой.			_
Обозначим реакции связи и силы трения			соответственно /V]
и N2, F1, F2 и F3. Тогда уравнение		(IV—95) перепишется таким
образом:	__
mar = G +	N-l 4- N-г+	/Т + F2+ F3.	(IV—96)

Приняв траекторию относительного движения за ось Ох под вижной системы и проектируя все силы, действующие на точку, с учетом их направления, получим

ma, = F i— Fa — ? 8.

(IV-97)

Подставляя значения Fь F2 и F3 в уравнение (IV—97) и учи тывая, что ускорение является второй производной пути по вре мени, а скорость — первой производной, получим

d^x	d x	(IV—98)
т --------=	т<л2х — f m g — /-2mco — - ,	(IV—98)
а х 2	ах

Сокращая на т и перегруппировывая члены, получаем

+ 2/ ® - “ ** = -

<™ -99)

Полученное дифференциальное уравнение (IV—99) является уравнением второго порядка с постоянной правой частью, об щий интеграл которого

	х = х0 - \ - х 1 ,		(IV— 100)
где	х 0 — общее решение линейного однородного дифференциального уравне
	ния второго порядка;
	х х — частное решение.
	Общее решение однородного дифференциального уравнения
второго порядка
	x 0 = Cl eklX+ c2ek* ,		(IV— 101)
где	т — время движения семени по лопатке;
	сг , k i , с2 и k z — постоянные величины.
	Частное решение Х\ найдем	следующим образом.	Составим
равенство
	x i =	А ,

где А — некоторая постоянная величина.

При подстановке Х\ в дифференциальное уравнение (IV—99) должно получиться тождество, из которого определяется вели чина А.

Так как первая и вторая производные постоянной величины равны нулю, то, подставляя эти производные в дифференциаль ное уравнение (IV—99), получим

со2 А = — /g

откуда постоянная величина

Таким образом, общий вид решения дифференциального уравнения (IV—99), представляющий собой закон относитель ного движения семени по ротору, выразится следующим уравне нием:

х = Схек' Т -f- с2е*гТ —	1м.	(IV—102)
	<v2

112

При изменении частоты вращения ротора от 500 до 1500

об/мин величина — изменяется в пределах от 0,0011 до 0,00012.

ш2

Так как она очень мала, то в практических расчетах этой ве личиной можно пренебречь; поэтому уравнение относительного движения семени по ротору (IV—102) можно переписать в та ком виде:

х = с^ х-f с2екгХ

(IV— 103)

Определим значение постоянных k\ и k2.

Из уравнения (IV—101) обычным путем получаем характе ристическое уравнение, из которого находим постоянные k\ и k2\

= + ),

k t = - a { V p + l + f ) .

Для подсолнечных семян коэффициент трения по стали со ставляет 0,31 (при влажности семян 8%); тогда

/г1 =	0,735(0,	(IV— 104)
/?2 =	— 1,355ш.	(IV— 105)

Коэффициенты cj и с2 определим из граничных условий. Первое граничное .условие устанавливается из условия вхо

да семян на лопатки, когда т—0 и Х\ — ги где г\ — начальный радиус лопатки.

Подставляя граничные условия в уравнение (IV—103), со ставим первое уравнение:

Г1 = С14" С2 •

Семя, поступая из питателя на лопатку ротора, приобретает некоторую скорость, которая имеет относительную радиальную составляющую щ. Исходя из этого, второе граничное условие можно записать таким образом:

т = 0 и —— = V\. d r

Дифференцируя уравнение (IV—103) по времени, получим скорость относительного движения семени по ротору

dx:

------= Vi — с ^ х eklX-{- c2 k 2 е^гХ.

(IV— 106)

Подставим в это уравнение второе граничное условие

»1 = Cjfei - f c2k2.

Таким образом, имеется система из двух уравнений