DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2019.49.67-74

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

Olexiy Vasylkovskyi, Sergiy Leshchenko, Sergiy Moroz, Dmytro Petrenko

About the Authors

Olexiy 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

Sergiy Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Abstract

The purpose of the work is an experimental study of the components of the power on the drive of the original centrifugal pneumatic grate grain separator, as well as to determine the dependence of power on the basic design parameters of the impeller rotor and machine performance. Obtaining these regularities allows the design of centrifugal direct-flow grain-cleaning machines of different performance and to predict their energy performance in advance. The experiments were performed on a grain mixture of wheat with a moisture content of 13.6%. Contamination with small impurities was 5%. The main studies were performed on a laboratory stand that completely reproduces the experimental separator. The basis of the separator is the original arcuate sieve sieve and the blade rotor - grain accelerator. The number of rotor blades was 24. Determination of power per drive was carried out using the device K-50. During the experiments, two factors were changed - productivity (flow) and the kinematic index, which is a complex indicator and takes into account the radius and angular velocity of the rotor blade. As a result of the experiment, the dependences of the full power consumption for the drive of the blade rotor on the feed were obtained for different values of the kinematic mode index. Taking into account the previous experiments on determining the idling power, we determined the dependence of the power costs for the movement of grain on the arcuate sieve of a centrifugal flow separator from the feed for different values of the kinematic mode index. The total power on the drive of the rotor blade is proportional to the feed and is in the range of 100… 194 watts at kinematic indexes 113… 314 at feeds of 0.2… 1.25 kg / s. The power consumed to move the grain along the sieve is 10… 78 watts. In this case, there is a decrease in power gain with a proportional increase in flow, which can be explained by the movement of particles between layers. Additional tests are required to test the hypothesis of the relative movement of particles between layers.

Keywords

grain, power consumption, power, centrifugal flow separator, blade rotor, kinematic index, productivity, flow

Full Text:

PDF

References

1. Avdeev, N.E., Chernuhin, Yu.V. & Stranadko, O.G. (2012). Poisk novyih printsipov separirovaniya [Search for new principles of separation]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyih tehnologiy. (3). 24-26. [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]. Kyiv: Urozhay [in Russian].

4. Kotov, B. I., Stepanenk,o 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 s-h mashyn, 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, Vol.17 (7), 163-169 [in Russian].

6. Tyshchenko, L.N. rt 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., Kreko,t 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. Stanger, E.A. (1977). Grain - cleaning machinery. Milling feed and fertiliser, Vol. 160. № 8. 11-15 [in English].

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

11. Hladkov, N.H. (1961). Zernoochystytelnye mashyny [Grain Cleaning Machines]. (2d ed.). Moskow: Mashhyz [in Russian].

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

13. Holiachuk, S.Ie. (2012). Separuvannia zernovykh mas z vykorystanniam syl hravitatsii [Separation of grain masses using gravity forces]. Mizhvuzivskyi zbirnyk «Naukovi notatky»,Vyp. 39, 27-33 [in Ukrainian].

14. 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].

15. 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, Vol. 53 (3), 65-70 [in English].

16. 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].

17. Vasilkovskiy, O.M., Leschenko, S.M., Moroz, S.M. & Petrenko, D.I. (2018). DoslIdzhennya energoеmnosti holostogo hodu vIdtsentrovogo separatora zerna. [Investigation of the idling power of the centrifugal grain separator]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 48, 176-183 [in Ukrainian].

18. 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. Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Странадко О.Г. Поиск новых принципов сепарирования. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2012. (3). С. 24-26.
  2. Васильковский М. И. Повышение эффективности сепарации зерна на быстровращающемся цилиндрическом решете: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. техн. наук: 05.20.01. Воронеж. 1987. 24 с.
  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. 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. 2016. Вып. 2(7). 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. Stanger E.A. Graing - cleaning machinery . Milling feed and fertiliser. 1977. Vol. 160. № 8. P. 11-15.
  10. Кожуховский И. Е. Зерноочистительные машины. Москва: Машиностроение, 1974. 200 с.
  11. Гладков Н. Г. Зерноочистительные машины. 2-е изд. перераб. и доп. Москва: Машгиз, 1961. 368 с.
  12. Тиц Э.Л. и др. Машины для послеуборочной поточной обработки семян. Москва: Машиностроение, 1967. 447 с.
  13. Голячук С.Є. Сепарування зернових мас з використанням сил гравітації. Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». 2012. Вип. 39. С.27-33.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2012. Вип. 42 (1). C. 106-116.
  17. Васильковський О.М., Лещенко С.М., Мороз С.М., Петренко Д.І.. Дослідження енергоємності холостого ходу відцентрового сепаратора зерна. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2018. Вип. 48. C. 176-183.
  18. О. Васильковський, С. Лещенко, К. Васильковська, Д. Петренко. Підручник дослідника. Навчальний посібник для студентів агротехнічних спеціальностей. Харків: Мачулін, 2016. 204 с.
    Copyright (c) 2019 Olexiy Vasylkovskyi, Sergiy Leshchenko, Sergiy Moroz, Dmytro Petrenko