DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2018.48.176-183

Investigation of the Energy Intensity of the Idle Speed of the Centrifugal Grain Separator

Oleksii Vasylkovskyi, Sergiy Leshchenko, Sergiy Moroz, Dmytro Petrenko

About the Authors

Oleksii Vasylkovskyi, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: olexa74@ukr.net

Sergiy Leshchenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: serafsgm@ukr.net

Sergiy Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: m_serhio@ukr.net

Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: petrenko.dimitriy@gmail.com

Abstract

The article describes the results of studies on the energy intensity of the work of the original inertial direct-flow grain separator equipped with a spindle rotor. An important part of the work of grain cleaning machines is the energy performance. They affect the cost of the final product. The energy of classical separators is sufficiently studied, but the creation of fundamentally new structures requires research. Therefore, the establishment of the power of the drive of the working bodies is an urgent task. The construction of an original centrifugal direct-flow grain separator was created at the Department of Agricultural Engineering of the Kirovohrad National Technical University. The machine allows air and grinding of grain to be cleaned. It is based on an original blade rotor, which performs several functions - air flow, acceleration of grain, cleaning of sieve openings and unloading of a clean product. An important characteristic of the separator is the idle speed. The theoretical analysis allowed to establish that one of its components is the coefficient of proportionality, which takes into account the energy of internal processes. Solving the problem was carried out on a laboratory experimental installation. The conducted empirical studies allowed to obtain the dependence of the drive power and the coefficient of proportionality on the parameters of the shaft rotor of the centrifugal direct-flow grain separator in idle mode. In particular, the following is established. The idle speed of the centrifugal grain separator increases parabolic with an increase in the angular velocity of the blade rotor, while the number of blades does not affect the power. The coefficient of proportionality, characterizing power in idle mode, decreases with increasing angular rotor speed. Increasing the number of blades also reduces the value of the proportionality factor. The obtained results will allow to calculate the parameters of centrifugal direct-current separators at the design stage and to evaluate the energy of already created machines. Determining other components of energy intensity requires further research

Keywords

centrifugal separator, shovel rotor, grain, energy intensity, power, proportionality factor

Full Text:

PDF

References

1. Reznichenko, M. Ya. (1964). Tsilindricheskie barabanyi zernoochistitelnyih mashin [Cylindrical drums of grain cleaning machines]. M.: Mashinostroenie [in Russian].

2. Vasylkovskiy, M. I. (1987). Povyishenie effektivnosti separatsii zerna na byistrovraschayuschemsya tsilindricheskom reshete [Improving the efficiency of grain separation on a rapidly rotating cylindrical sieve]. avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. tehn. nauk. 05.20.01. Voronezh [in Russian].

3. Komaristov, V. Yu., Petrenko, M. M. (1990). Dovidnik z mehanizatsiyi pislyazbiralnoyi obrobki zerna [Handbook for mechanization of post-harvest grain processing]. K.: Urozhay [in Russian].

4. Kotov, B. I., Stepanenko, S. P., Pastushenko, M. H. (2003). Tendentsii rozvytku konstruktsii mashyn ta obladnannia dlia ochyshchennia i sortuvannia zerno materialiv [Trends in the design of machinery and equipment for cleaning and sorting grain materials]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 33, 53-59 [in Ukrainian].

5. Piven, M. V. (2015.). Obosnovanye protsessa separyrovanyia zernovikh smesei ploskymy vybratsyonnimy reshetamy [Justification of the process of separation of grain mixtures with flat vibrating sieves]. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. Lublin, Vol.17 (7), 163-169 [in Russian].

6. Tyshchenko, L. N. et al. (2016). Ydentyfykatsyia skorosty prokhozhdenyia chastyts zernovoi smesy cherez otverstyia reshet vybratsyonnykh zernovykh separatorov [Identification of the rate of passage of particles of the grain mixture through the openings of sieves of vibration grain separators]. Vostochnoevropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi, Vol. 2 (7), 63-69 [in Russian].

7. Bakum, M. V., Krekot, M. M., Abduiev, M. M. (2016). Rezultaty doslidzhen vplyvu rehuliuvalnykh parametriv na efektyvnist rozdilennia nasinnievoi sumishi redysky pnevmatychnym separatorom z nakhylenym kanalom [Results of research on the influence of the regulation parameters on the separation efficiency of the radish seed mixture by a pneumatic separator with a tilted channel]. Visnyk Sumskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Ser. Mekhanizatsiia ta avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv, Vol. 10 (2), 67-71 [in Ukrainian].

8. Zavhorodnyi, A. Y., Montaser, Kh. (2015). Opredelenye ratsyonalnoi yntensyvnosty kolebanyi rabochykh orhanov vybroseparatora zernovykh smesei [Determination of rational intensity of oscillations of working organs of vibroseparator of grain mixtures]. Inzheneriia pryrodokorystuvannia, Vol. 1(3), 34-39 [in Russian].

9. Aliyev, E. B., Yaropud, V. M. (2017). Fizyko-matematychnyi aparat rukhu nasinnia v povitrianomu pototsi [Physics and mathematical apparatus of movement of seeds in air flow]. Tekhnika, enerhetyka, transport APK. Engineering, power engineering, transport of agroindustrial complexe,. Vol. 2 (97), 19-23 [in Ukrainian].

10. Kozhukhovskyi, Y. E. (1974). Zernoochystytelnye mashyny [Grain Cleaning Machines]. Moscow: Mashynostroenye [in Russian].

11. Hladkov, N. H. (1961). Zernoochystytelnye mashyny [Grain Cleaning Machines]. 2-e yzd. pererab. y dop. Moscow: Mashhyz [in Russian].

12. Tits, E.L. et al. (1967). Mashinyi dlya posleuborochnoy potochnoy obrabotki semyan [Machines for post-harvesting seed treatment]. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].

13. Povitriano-reshitnyi separator [Air-lattice separator]. pat. 85117 Ukraina: MPK (2006) B07B 13/08, B07B 7/00, B02B 3/00. №a200703659; zaiavl. 03.04.2007; opubl. 25.12.2008, Biul. № 24 [in Ukrainian].

14. Nesterenko, O. V., Leshchenko, S. M., Vasylkovskyi, O. M., Petrenko, D. I. (2017). Analytical assessment of the pneumatic separation quality in the process of grain multilayer feeding. INMATEH. Agricultural Engineering. Romania. Bucharest: INMA, Vol. 53 (3), 65-70 [in English].

15. Moroz, S. M., Vasylkovskyi, O. M., Filimonikhin, H. B., Anisimov, O. V. (2012). Enerhetychnyi analiz roboty zavantazhuvalnykh transporteriv zernoochysnykh mashyn zahalnoho pryznachennia. [Power analysis of the work of the loading conveyors of general cleaning machines]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 42 (1), 106-116 [in Ukrainian].

16. Vasylkovskyi, O. M. et al. (2011). Obgruntuvannia parametriv aspiratsii vidtsentrovoho pnevmoreshitnoho separatora zerna [Substantiation of aspiration parameters of a centrifugal pneumatic razet grain separator]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 41 (2), 141-146 [in Ukrainian].

17. Vasylkovskyi,O., Leshchenko, S., Vasylkovska K., Petrenko, D. (2016). Pidruchnyk doslidnyka. Navchalnyi posibnyk dlia studentiv ahrotekhnichnykh spetsialnostei [Tutorial of the researcher. A manual for students of agrotechnical specialties]. Kharkiv: Machulin [in Ukrainian].

GOST Style Citations

  1. Резниченко М.Я. Цилиндрические барабаны зерноочистительных машин. Москва: Машиностроение, 1964. 216 с.
  2. Васильковский М.И. Повышение эффективности сепарации зерна на быстровращающемся цилиндрическом решете:автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.20.01 / Воронеж, 1987. 24с.
  3. Комаристов В.Ю., Петренко М.М. Довідник з механізації післязбиральної обробки зерна. Київ: Урожай, 1990. 194 с.
  4. Котов Б.І., Степаненко С.П., Пастушенко М.Г. Тенденції розвитку конструкцій машин та обладнання для очищення і сортування зерно матеріалів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Кіровоград, 2003. Вип. 33. С.53-59.
  5. Півень М.В. Обоснование процесса сепарирования зерновых смесей плоскими вибрационными решетами. Motrol.Commission of motorization and energetics in agriculture. Lublin. 2015. Vol.17. №7. C. 163-169.
  6. Тищенко Л.Н. та ін. Идентификация скорости прохождения частиц зерновой смеси через отверстия решет вибрационных зерновых сепараторов. Восточноевропейский журнал передовых технологий, Вып. 2(7). 2016. С.63-69.
  7. Бакум М.В., Крекот М.М., Абдуєв М.М. Результати досліджень впливу регулювальних параметрів на ефективність розділення насіннєвої суміші редиски пневматичним сепаратором з нахиленим каналом. Вісник Сумського національного аграрного університету.Сер. Механізація та автоматизація виробничих процесів, 2016. Вип.10 (2). С. 67-71.
  8. Завгородний А. И., Монтасер Х. Определение рациональной интенсивности колебаний рабочих органов вибросепаратора зерновых смесей. Інженерія природокористування, 2015. Вип. 1(3). С. 34-39.
  9. Алієв Е. Б., Яропуд В. М. Фізико-математичний апарат руху насіння в повітряному потоці. Техніка, енергетика, транспорт АПК, 2017. №2 (97). С. 19–23.
  10. Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. Москва: Машиностроение, 1974. 200с.
  11. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. 2-е изд. перераб. и доп. Москва: Машгиз, 1961. 368с.
  12. Тиц Э.Л. и др. Машины для послеуборочной поточной обработки семян. Москва: Машиностроение, 1967. 447 с.
  13. Повітряно-решітний сепаратор.пат. 85117 Україна: МПК (2006) B07B 13/08, B07B 7/00, B02B 3/00. №a200703659; заявл. 03.04.2007; опубл. 25.12.2008, Бюл. № 24.
  14. Nesterenko O. V., Leshchenko S. M., Vasylkovskyi O. M., Petrenko D. I. Analytical assessment of the pneumatic separation quality in the process of grain multilayer feeding.INMATEH.Agricultural Engineering. Romania. Bucharest: INMA. Vol. 53. No3. 2017. P. 65-70.
  15. Мороз С.М. Васильковський О.М., Філімоніхін Г.Б. Анісімов О. В. Енергетичний аналіз роботи завантажувальних транспортерів зерноочисних машин загального призначення. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Кіровоград. 2012. Вип. 42 (1). C. 106-116.
  16. Васильковський О.М. та ін. Обґрунтування параметрів аспірації відцентрового пневморешітного сепаратора зерна. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Кіровоград, 2011. Вип. 41 (2). C. 141-146.
  17. Васильковський О., Лещенко С., Васильковська К., Петренко Д. Підручник дослідника: навч. посіб. для студ. агротехн. спец. Харків: Мачулін, 2016. 204 с.
Copyright (c) 2018 Oleksii Vasylkovskyi, Sergiy Leshchenko, Sergiy Moroz, Dmytro Petrenko