DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2020.50.88-96
Formation of a High-speed Mode of Vibration Displacement of Grain During Heat Treatment
About the Authors
Roman Kalinichenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Nizhyn, Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-9325-1551
Serhii Stepanenko, Senior Researcher, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), National Scientific Center “Institute of Agricultural Mechanization and Electrification”, Glevakha, Ukraine, e-mail: stepanenko_s@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8331-4632
Boris Kotov, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Podilsky State Agrarian Technical University, Kamyanets-Podilsky , Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-6369-3025
Abstract
The article compiled and solved a system of differential equations of motion of a material point along a porous (air-permeable) surface, which is inclined at an angle to the horizon. Based on the analysis of solutions to this system of differential equations, it is proposed to change the speed of grain movement by the frequency of oscillations of the support surface, the angle of inclination of the support surface to the horizon and the coefficient of friction. Also, the graphical dependences of the speed of grain movement on the angle of inclination of the support surface to the horizon, the coefficient of friction and the frequency of oscillations were obtained.
The possibility of decelerating the vibration movement of grain by an air flow, which is fed from the bottom of the porous support surface against (at an angle) the direction of grain movement, as well as using an asymmetrically corrugated support surface with vertical perforations, is theoretically substantiated.
A linear regression dependence of the change in the vibration displacement speed has been experimentally determined, which makes it possible to form the required speed mode of vibration displacement of grain by changing the parameters: the inclination of the vibrating plane is 50 ÷ 90, the vibration frequency is 45 ÷ 55 s-1, the air flow speed is 0.1 ÷ 2 m/s in optimal operating modes. installations for high-intensity heat treatment of grain with a vibratory conveyor.
Keywords
grain material, infrared processing, porous support surface, vibration displacement, corrugated support surface, vertical perforation, grain speed, heat treatment
Full Text:
PDF
References
1. Elkin, N. V. (2020). High-temperature infrared technologies of the new millennium. Grain storage and processing, № 9, 47 50 [in Russian].
2. Elkin, N. V. (2006). Theory and practice of infrared processing of grain and cereals. Grain storage and processin,. № 4, 26 30 [in Russian].
3. Belyaev, M. I. & Pakhomov, P. L. (1991). Theoretical foundations of combined methods of heat treatment of food products. Kharkiv [in Russian].
4. Blekhman, I. I. & Dzhanelidze, G. Yu. (1964). Vibration displacement. Moscow [in Russian].
5. Zaika, P.M. (1998). Vibrational movement of solid and loose bodies in agricultural machines. Kiev [in Russian].
6. Gortinsky, V. V., Demsky, A. B. & Boriskin M. A. (1980). Separation processes at grain processing plants. Kiev [in Russian].
7. Krausp, R. V. (1975). Automation of post-harvest grain processing. Moscow [in Russian].
8. Kalinichenko, R. A. & Stepanenko, S. P. (2017). Mathematical modeling of vibration displacement of grain during heat treatment. Innovations in agriculture, Issue 4 (25), 51-55 [in Russian].
9. Orlova, S. S. (2006) Determination of the parameters of vibratory transportation during microwave processing of grain. Science works ONAHT, Vol. 29, 2, 205-207 [in Russian].
10. Kalinichenko, R. A. (2017). Investigation of downward air flow on combined processes of infrared heat treatment and movement of grain materials to vibratory conveyor. Scientific Herald NUBiP Ukraine. Series: Engineering and energy of agro-industrial complex, № 262, 56–66 [in Ukrainian].
11. Gubanov, A. A., Kalinin, V. I. & Romalisky, V. S. (1976) On the results of experimental study of the coefficient of dynamic friction of seeds of grain crops. NTB VIM, № 30, 48-51 [in Russian].
12. Stepanenko, S. P. (2008). Advanced efficiency of vibropneumatic grain separators. Extended abstract of candidate's thesis. Glevakha. [in Ukrainian].
13. Kotov, B. , Kalinichenko, R., Stepanenko S. et al. (2017). Modeling of technological processes in typical samples of selective sampling and grain harvesting (separation, drying, actively venting, cooling). Nizhin : Publisher PP Lisenko M. [in Ukrainian].
Citations
- Елькин Н. В. Высокотемпературные инфракрасные технологии нового тысячелетия. Хранение и переработка зерна. 2020, № 9. С. 47-50.
- Елькин Н. В. Теория и практика инфракрасной обработки зерна и крупы. Хранение и переработка зерна. 2006, № 4. С. 26-30.
- Беляев М. И., Пахомов П. Л. Теоретические основы комбинированных способов тепловой обработки пищевых продуктов, Х., ХИОП. 1991.260 с.
- Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964. 410 с.
- Заика П. М. Вибрационное перемещение твердых и сыпучих тел в сельскохозяйственных машинах. К. : Изд-во УСХА, 1998. 625 с.
- Гортинский В. В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Колос, 1980. 304 с.
- Потураев В. Н. Вибрационно-пневматическое транспортирование сыпучих материалов. К.: Наукова думка, 1989. 248 с.
- Калиниченко Р. А.,.Степаненко С.П Математическое моделирование виброперемещения зерна при термообработке. Инновации в сельском хозяйстве. 2017. Вып.4(25). С.51-55.
- Орлова С. С. Определение параметров вибротранспортирования при микроволновой обработке зерновых . Наукові праці ОНАХТ. 2006.-Вип. 29, т. 2. С. 205-207.
- Калініченко Р. А. Дослідження впливу низхідного повітряного потоку на поєднані процеси ІЧ-термообробки і переміщення зернових матеріалів на вібротранспортері. Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2017. № 262. С. 56–66.
- Губанов А.А., Калинин В.И., Ромалийский В.С., Абдрахманов А.С. О результатах экспериментального изучения коэффициента динамического трения семян зерновых культур. НТБ ВИМ. 1976. Вып. 30. С. 48-51.
- Степаненко С. П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.05.11; УААН, ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства". Глеваха, 2008. 20 с.
- Моделювання технологічних процесів в типових об’єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження) / Б. І. Котов та ін. Ніжин: Видавець ПП Лисенко М.М., 2017. 552 с.
Copyright (c) 2020 Roman Kalinichenko, Serhii Stepanenko, Boris Kotov
Formation of a High-speed Mode of Vibration Displacement of Grain During Heat Treatment
About the Authors
Roman Kalinichenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Nizhyn, Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-9325-1551
Serhii Stepanenko, Senior Researcher, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), National Scientific Center “Institute of Agricultural Mechanization and Electrification”, Glevakha, Ukraine, e-mail: stepanenko_s@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8331-4632
Boris Kotov, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Podilsky State Agrarian Technical University, Kamyanets-Podilsky , Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-6369-3025
Abstract
The article compiled and solved a system of differential equations of motion of a material point along a porous (air-permeable) surface, which is inclined at an angle to the horizon. Based on the analysis of solutions to this system of differential equations, it is proposed to change the speed of grain movement by the frequency of oscillations of the support surface, the angle of inclination of the support surface to the horizon and the coefficient of friction. Also, the graphical dependences of the speed of grain movement on the angle of inclination of the support surface to the horizon, the coefficient of friction and the frequency of oscillations were obtained. The possibility of decelerating the vibration movement of grain by an air flow, which is fed from the bottom of the porous support surface against (at an angle) the direction of grain movement, as well as using an asymmetrically corrugated support surface with vertical perforations, is theoretically substantiated. A linear regression dependence of the change in the vibration displacement speed has been experimentally determined, which makes it possible to form the required speed mode of vibration displacement of grain by changing the parameters: the inclination of the vibrating plane is 50 ÷ 90, the vibration frequency is 45 ÷ 55 s-1, the air flow speed is 0.1 ÷ 2 m/s in optimal operating modes. installations for high-intensity heat treatment of grain with a vibratory conveyor.Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Elkin, N. V. (2020). High-temperature infrared technologies of the new millennium. Grain storage and processing, № 9, 47 50 [in Russian].
2. Elkin, N. V. (2006). Theory and practice of infrared processing of grain and cereals. Grain storage and processin,. № 4, 26 30 [in Russian].
3. Belyaev, M. I. & Pakhomov, P. L. (1991). Theoretical foundations of combined methods of heat treatment of food products. Kharkiv [in Russian].
4. Blekhman, I. I. & Dzhanelidze, G. Yu. (1964). Vibration displacement. Moscow [in Russian].
5. Zaika, P.M. (1998). Vibrational movement of solid and loose bodies in agricultural machines. Kiev [in Russian].
6. Gortinsky, V. V., Demsky, A. B. & Boriskin M. A. (1980). Separation processes at grain processing plants. Kiev [in Russian].
7. Krausp, R. V. (1975). Automation of post-harvest grain processing. Moscow [in Russian].
8. Kalinichenko, R. A. & Stepanenko, S. P. (2017). Mathematical modeling of vibration displacement of grain during heat treatment. Innovations in agriculture, Issue 4 (25), 51-55 [in Russian].
9. Orlova, S. S. (2006) Determination of the parameters of vibratory transportation during microwave processing of grain. Science works ONAHT, Vol. 29, 2, 205-207 [in Russian].
10. Kalinichenko, R. A. (2017). Investigation of downward air flow on combined processes of infrared heat treatment and movement of grain materials to vibratory conveyor. Scientific Herald NUBiP Ukraine. Series: Engineering and energy of agro-industrial complex, № 262, 56–66 [in Ukrainian].
11. Gubanov, A. A., Kalinin, V. I. & Romalisky, V. S. (1976) On the results of experimental study of the coefficient of dynamic friction of seeds of grain crops. NTB VIM, № 30, 48-51 [in Russian].
12. Stepanenko, S. P. (2008). Advanced efficiency of vibropneumatic grain separators. Extended abstract of candidate's thesis. Glevakha. [in Ukrainian].
13. Kotov, B. , Kalinichenko, R., Stepanenko S. et al. (2017). Modeling of technological processes in typical samples of selective sampling and grain harvesting (separation, drying, actively venting, cooling). Nizhin : Publisher PP Lisenko M. [in Ukrainian].
Citations
- Елькин Н. В. Высокотемпературные инфракрасные технологии нового тысячелетия. Хранение и переработка зерна. 2020, № 9. С. 47-50.
- Елькин Н. В. Теория и практика инфракрасной обработки зерна и крупы. Хранение и переработка зерна. 2006, № 4. С. 26-30.
- Беляев М. И., Пахомов П. Л. Теоретические основы комбинированных способов тепловой обработки пищевых продуктов, Х., ХИОП. 1991.260 с.
- Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964. 410 с.
- Заика П. М. Вибрационное перемещение твердых и сыпучих тел в сельскохозяйственных машинах. К. : Изд-во УСХА, 1998. 625 с.
- Гортинский В. В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Колос, 1980. 304 с.
- Потураев В. Н. Вибрационно-пневматическое транспортирование сыпучих материалов. К.: Наукова думка, 1989. 248 с.
- Калиниченко Р. А.,.Степаненко С.П Математическое моделирование виброперемещения зерна при термообработке. Инновации в сельском хозяйстве. 2017. Вып.4(25). С.51-55.
- Орлова С. С. Определение параметров вибротранспортирования при микроволновой обработке зерновых . Наукові праці ОНАХТ. 2006.-Вип. 29, т. 2. С. 205-207.
- Калініченко Р. А. Дослідження впливу низхідного повітряного потоку на поєднані процеси ІЧ-термообробки і переміщення зернових матеріалів на вібротранспортері. Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2017. № 262. С. 56–66.
- Губанов А.А., Калинин В.И., Ромалийский В.С., Абдрахманов А.С. О результатах экспериментального изучения коэффициента динамического трения семян зерновых культур. НТБ ВИМ. 1976. Вып. 30. С. 48-51.
- Степаненко С. П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.05.11; УААН, ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства". Глеваха, 2008. 20 с.
- Моделювання технологічних процесів в типових об’єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження) / Б. І. Котов та ін. Ніжин: Видавець ПП Лисенко М.М., 2017. 552 с.