Research on sunflower seeds separation by airflow

Abstract

Investigation of the process of sunflower seeds separation during its movement under the influence of air flow has been carried out in two stages. The first (theoretical) stage is implemented in the software package STAR-CCM+ using the corresponding physical models. The second stage has been made to carry out the experimental research on the installation with the base of the aerodynamic separator of the "Almaz" series. The results of numerical simulation and experimental researches of the sunflower seed separation process during its movement in the airflow are presented. As a result of numerical simulation and experimental studies of the mechanical and technological process of sunflower seeds separation during movement under the influence of air flow, there has been developed the dependences of the distribution of each seed fraction on the length of the area (average value, average square deviation, filling factor, distribution coefficient) and the consumed power from the seed effective diameter, air flow velocity and the seed supply. Statistical analysis has showed that the correlation coefficient between the theoretical and experimental dependencies in the variation of the factors’ values in the given range is 0.96. During the research, a compromising problem was solved, namely, there had been reached minimization of consumed power at the maximum value of the distribution coefficient and the seed supply. Дослідження процесу сепарації насіння соняшнику при його переміщенні під дією повітряного потоку проводились в два етапи. Перший (теоретичний) етап реалізовано в програмному пакеті STAR-CCM+ з використанням відповідних фізичних моделей. Другим етапом було проведення експериментальних досліджень на установці із базою аеродинамічного сепаратора серії «Алмаз». Представлені результати чисельного моделювання і експериментальних досліджень процесу сепарації насіння соняшнику при його переміщенні під дією повітряного потоку. В результаті чисельного моделювання і експериментальних досліджень механіко-технологічного процесу сепарації насіння соняшнику при його переміщенні під дією повітряного потоку отримані залежності розподілу кожної фракції насіння по довжині області (середнє значення, середньоквадратичне відхилення, коефіцієнт заповнення, коефіцієнт розподілу) і споживану потужність від ефективного діаметра насінини, швидкості подачі повітря та подачі насіння. Статистичний аналіз показав, що коефіцієнт кореляції між теоретичною і експериментальною залежностями при варіюванні значеннями факторів в заданому діапазоні складає 0,96. В процесі досліджень була вирішена компромісна задача, а саме мінімізація споживаємої потужності при максимальному значенні коефіцієнта розподілу і подачі насіння.