DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2019.49.160-167
Statistical Assessment of Qualitative Indicators of Pneumatic Separation at Multilevel Input of Grain
About the Authors
Olexandr Nesterenko, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: nov_78@ukr.net
Abstract
Taking into consideration the rapid nature of pneumatic separation process and that it is influenced by a significant number of factors, it is necessary to carry out its statistical assessment of the contact interaction of light impurities with grain in the operating zone of pneumatic separation.
The complexity of solving this problem is a rapid change of influencing factors, especially with the increase of the number of layers of grain material. That leads to the deterioration of the uneven air flow, the increase in the number of likely collisions of particles in the separation zone and getting of impurities into the cleaned grain. Therefore, in order to solve the problem of qualitative assessment, it is necessary to create conditions for a uniform distribution of grain material.
The article deals with the modeling of the contact movement of light impurities through a multilayer grain stream in a vertical pneumatic separation channel with their multi-level single-layer input. A statistical model of the probability of light impurities passage through the grain layers was obtained. That allows establishing regularities of the influence of basic parameters of the pneumatic separation channel on the qualitative parameters of separation process. On this basis, the analytical dependence of the completeness of the separation of light impurities on the performance was obtained. It has taken into account grain thinning rate and the number of levels involved in the feeder of the pneumatic separation channel.
It is determined that reducing the number of levels from 6 to 2 increases the quality of separation by 22...30%, but at the same time, decreases the value of specific load by 1000...1600 kg/dm∙h and, therefore, the productivity of the pneumatic separator. Thus, the number of the used levels depends on the purpose of purification, the rational value of which is in the range n = 4…6 pcs.
Keywords
pneumatic separation, pneumatic separating channels, airflow, multilevel input of grain, contact movement, particles of grain, the quality of separation
Full Text:
PDF
References
1. Vasylkovskyi, М.І., Vasylkovskyi, О.М. & Nesterenko, О.V., Leschenko S.М. (2006). Doslidzhennya roboty pnevmoseparuyuchoho kanalu na fizychniy modeli [Study of pneumatic separating channel on a physical model]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia, Vol 17, 44–48 [in Ukrainian].
2. Kyrpa, M. Y., Skotar, S. O. & Roslyk, O.O. (2014). Doslidzhennya protsesu ta parametriv aerodynamichnoho podilu odnokomponentnykh nasinnyevykh sumishey [Investigation of the process and parameters of aerodynamic separation of one-component seed mixtures]. Visnyk Dnipropetrovsʹkoho derzhavnoho ahrarno-ekonomichnoho universytetu, Vol. 2, 95-98 [in Ukrainian].
3. Nesterenko, О.V., Vasylkovskyi, О.М., Leschenko, S.М., Petrenko, D.І.& Bohatyryov, D.V. (2012). Perspektyvnyy napryamok intensyfikatsiyi povitryanoyi separatsiyi zerna [The perspective trend of intensification of air separation of grain]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia, Vol 25, (1), 49–53 [in Ukrainian].
4. Pertsovskiy, V.S. (1974). Osnovy teorii ochistki zerna v pnevmaticheskom separatore [Fundamentals of the theory of grain cleaning in a pneumatic separator]. Tr. VNIIZ, Moskva, Vol 78, (1), 105 – 118 [in Russian].
5. Leschenko, S.М., Salo, V.M., Vasylkovskyi, О.М. et al. (2012). Eksponentsiyna ta mulʹtyplikatyvna rehresiyni modeli protsesu pnevmoseparatsiyi zernovykh sumishey [Exponential and multiplicative regressive models of process air cleaner of grain mixtures]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 42 (1), 82 – 88 [in Ukrainian].
6. Kotov, B.I. Stepanenko, S. P.,. Shvydya, V. O. et al. (2009). Do teoriyi rozdilennya zerna v povitryanomu pototsi [To the theory of grain separation in the air stream]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 39, 54 – 62 [in Ukrainian].
7. Nesterenko, O.V., Petrenko, D.I. & Leshchenko, S.M. (2015) Doslidzhennya nerivnomirnosti povitryanoho potoku v pnevmoseparuyuchomu kanali pry bahatorivnevomu vvedeni zerna [ Study of airflow inequality in the aspirating channel at multilevel introduction of grains]. Visnyk Kharkivsʹkoho natsionalʹnoho tekhnichnoho universytetu silʹsʹkoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka, Vol. 78, 35-42. [in Ukrainian].
8. Nesterenko, O. V., Petrenko, D. I., Pavlenko I.I. et al. (2017). Analitychni doslidzhennya kontaktnoho rukhu lehkykh domishok u pnevmoseparuyuchomu kanali [Analytical research the contact interaction of light impurities in the pneumatic separating channel]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 47 (2), 185 – 191 [in Ukrainian].
GOST Style Citations
- Дослідження роботи пневмосепаруючого каналу на фізичній моделі / М.І. Васильковський О.М. Васильковський, С.М. Лещенко, О.В. Нестеренко. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровоградського нац. техн. ун-ту. Кіровоград, 2006. Вип.17. С. 44 – 48.
- Кирпа М. Я., Скотар С. О., Рослик О. О. Дослідження процесу та параметрів аеродинамічного сепарування однокомпонентних насіннєвих сумішей. Вісник Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету. 2014. № 2. С. 95–98.
- Перспективний напрямок інтенсифікації повітряної сепарації зерна / О.В Нестеренко, О.М Васильковський, С.М. Лещенко,Д.І. Петренко, Д.В. Богатирьов. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровоградського нац. техн. ун-ту. Кіровоград: КНТУ, 2012. Вип. 25, Ч.1. С.49 – 53.
- Перцовский B.C. Основы теории очистки зерна в пневматическом сепараторе. Тр. ВНИИЗ. Москва. 1974. Вып. 78. С. 105 – 118.
- Експоненційна та мультиплікативна регресійні моделі процесу пневмосепарації зернових сумішей / С. М. Лещенко та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2012. Вип. 42(1). С. 82 – 88.
- До теорії розділення зерна в повітряному потоці / Б. І. Котов, С. П. Степаненко, В. О. Швидя, та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2009. Вип. 39. С. 54 – 62.
- Нестеренко О.В., Лещенко С.М., Петренко Д.І. Дослідження нерівномірності повітряного потоку в пневмосепаруючому каналі при багаторівневому введені зерна. Вісник Харківського національного технічного університету ім. П. Василенка. Технічні науки. 2015. Вип. 156. С. 35 – 42.
- Аналітичні дослідження контактного руху легких домішок у пневмосепаруючому каналі / О.В Нестеренко, Д.І. Петренко, І.І. Павленко та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2017. Вип. 47, ч. 2. С. 185 – 191.
Copyright (c) 2019 Olexandr Nesterenko
Statistical Assessment of Qualitative Indicators of Pneumatic Separation at Multilevel Input of Grain
About the Authors
Olexandr Nesterenko, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: nov_78@ukr.net
Abstract
Taking into consideration the rapid nature of pneumatic separation process and that it is influenced by a significant number of factors, it is necessary to carry out its statistical assessment of the contact interaction of light impurities with grain in the operating zone of pneumatic separation. The complexity of solving this problem is a rapid change of influencing factors, especially with the increase of the number of layers of grain material. That leads to the deterioration of the uneven air flow, the increase in the number of likely collisions of particles in the separation zone and getting of impurities into the cleaned grain. Therefore, in order to solve the problem of qualitative assessment, it is necessary to create conditions for a uniform distribution of grain material. The article deals with the modeling of the contact movement of light impurities through a multilayer grain stream in a vertical pneumatic separation channel with their multi-level single-layer input. A statistical model of the probability of light impurities passage through the grain layers was obtained. That allows establishing regularities of the influence of basic parameters of the pneumatic separation channel on the qualitative parameters of separation process. On this basis, the analytical dependence of the completeness of the separation of light impurities on the performance was obtained. It has taken into account grain thinning rate and the number of levels involved in the feeder of the pneumatic separation channel. It is determined that reducing the number of levels from 6 to 2 increases the quality of separation by 22...30%, but at the same time, decreases the value of specific load by 1000...1600 kg/dm∙h and, therefore, the productivity of the pneumatic separator. Thus, the number of the used levels depends on the purpose of purification, the rational value of which is in the range n = 4…6 pcs.Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Vasylkovskyi, М.І., Vasylkovskyi, О.М. & Nesterenko, О.V., Leschenko S.М. (2006). Doslidzhennya roboty pnevmoseparuyuchoho kanalu na fizychniy modeli [Study of pneumatic separating channel on a physical model]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia, Vol 17, 44–48 [in Ukrainian].
2. Kyrpa, M. Y., Skotar, S. O. & Roslyk, O.O. (2014). Doslidzhennya protsesu ta parametriv aerodynamichnoho podilu odnokomponentnykh nasinnyevykh sumishey [Investigation of the process and parameters of aerodynamic separation of one-component seed mixtures]. Visnyk Dnipropetrovsʹkoho derzhavnoho ahrarno-ekonomichnoho universytetu, Vol. 2, 95-98 [in Ukrainian].
3. Nesterenko, О.V., Vasylkovskyi, О.М., Leschenko, S.М., Petrenko, D.І.& Bohatyryov, D.V. (2012). Perspektyvnyy napryamok intensyfikatsiyi povitryanoyi separatsiyi zerna [The perspective trend of intensification of air separation of grain]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia, Vol 25, (1), 49–53 [in Ukrainian].
4. Pertsovskiy, V.S. (1974). Osnovy teorii ochistki zerna v pnevmaticheskom separatore [Fundamentals of the theory of grain cleaning in a pneumatic separator]. Tr. VNIIZ, Moskva, Vol 78, (1), 105 – 118 [in Russian].
5. Leschenko, S.М., Salo, V.M., Vasylkovskyi, О.М. et al. (2012). Eksponentsiyna ta mulʹtyplikatyvna rehresiyni modeli protsesu pnevmoseparatsiyi zernovykh sumishey [Exponential and multiplicative regressive models of process air cleaner of grain mixtures]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 42 (1), 82 – 88 [in Ukrainian].
6. Kotov, B.I. Stepanenko, S. P.,. Shvydya, V. O. et al. (2009). Do teoriyi rozdilennya zerna v povitryanomu pototsi [To the theory of grain separation in the air stream]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 39, 54 – 62 [in Ukrainian].
7. Nesterenko, O.V., Petrenko, D.I. & Leshchenko, S.M. (2015) Doslidzhennya nerivnomirnosti povitryanoho potoku v pnevmoseparuyuchomu kanali pry bahatorivnevomu vvedeni zerna [ Study of airflow inequality in the aspirating channel at multilevel introduction of grains]. Visnyk Kharkivsʹkoho natsionalʹnoho tekhnichnoho universytetu silʹsʹkoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka, Vol. 78, 35-42. [in Ukrainian].
8. Nesterenko, O. V., Petrenko, D. I., Pavlenko I.I. et al. (2017). Analitychni doslidzhennya kontaktnoho rukhu lehkykh domishok u pnevmoseparuyuchomu kanali [Analytical research the contact interaction of light impurities in the pneumatic separating channel]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 47 (2), 185 – 191 [in Ukrainian].
GOST Style Citations
- Дослідження роботи пневмосепаруючого каналу на фізичній моделі / М.І. Васильковський О.М. Васильковський, С.М. Лещенко, О.В. Нестеренко. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровоградського нац. техн. ун-ту. Кіровоград, 2006. Вип.17. С. 44 – 48.
- Кирпа М. Я., Скотар С. О., Рослик О. О. Дослідження процесу та параметрів аеродинамічного сепарування однокомпонентних насіннєвих сумішей. Вісник Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету. 2014. № 2. С. 95–98.
- Перспективний напрямок інтенсифікації повітряної сепарації зерна / О.В Нестеренко, О.М Васильковський, С.М. Лещенко,Д.І. Петренко, Д.В. Богатирьов. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровоградського нац. техн. ун-ту. Кіровоград: КНТУ, 2012. Вип. 25, Ч.1. С.49 – 53.
- Перцовский B.C. Основы теории очистки зерна в пневматическом сепараторе. Тр. ВНИИЗ. Москва. 1974. Вып. 78. С. 105 – 118.
- Експоненційна та мультиплікативна регресійні моделі процесу пневмосепарації зернових сумішей / С. М. Лещенко та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2012. Вип. 42(1). С. 82 – 88.
- До теорії розділення зерна в повітряному потоці / Б. І. Котов, С. П. Степаненко, В. О. Швидя, та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2009. Вип. 39. С. 54 – 62.
- Нестеренко О.В., Лещенко С.М., Петренко Д.І. Дослідження нерівномірності повітряного потоку в пневмосепаруючому каналі при багаторівневому введені зерна. Вісник Харківського національного технічного університету ім. П. Василенка. Технічні науки. 2015. Вип. 156. С. 35 – 42.
- Аналітичні дослідження контактного руху легких домішок у пневмосепаруючому каналі / О.В Нестеренко, Д.І. Петренко, І.І. Павленко та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2017. Вип. 47, ч. 2. С. 185 – 191.