Precise grading and sorting of sunflower plant materials in industrial facilities

Abstract

The purpose of our research is to increase the efficiency of the mechanical and technological process of sunflower seed mixture separation with vibro-pneumatic separators. This principle is based on the interaction of seed flow with the surface having vibration-type vibration load by substantiating their rational regime-technological parameters. A system of differential equations for the motion of sunflower seeds as granular gas under the action of a vibrating surface is considered, considering the elastic-damping interaction and the physical and mechanical properties of seeds. The solution of differential equations system is the basis of the physical and mathematical apparatus for the numerical system implemented in software package STAR-CCM +. To build physical and mathematical models, the sunflower seeds are assumed to have the form of ellipsoids with a certain density and effective diameter. As a result of numerical simulation of the process of moving sunflower seed material under the action of a vibrating sieve, the dependencies of the change in total concentration – θ and productivity – q on seed supply – Q, sieve angle – α, sieve oscillation frequency – ψ and sieve oscillation amplitude – A. numerical modelling of the process of moving sunflower seeds under the action of a vibrating surface, the dependencies of the change of filling factor – χ, distribution coefficient – δ and productivity – q on seed supply – Q, angles of inclination of vibrating surface – α and β, oscillation frequency – ψ, oscillation amplitude – A and a given air flow rate – V. Метою наших досліджень є підвищення ефективності механіко-технологічного процесу сепарації суміші насіння соняшнику вібропневматичними сепараторами. Цей принцип базується на взаємодії потоку насіння з поверхнею, яка має вібраційне навантаження вібраційного типу, шляхом обґрунтування їх раціональних режимно-технологічних параметрів. Розглянуто систему диференціальних рівнянь руху насіння соняшнику як зернистого газу під дією коливальної поверхні з урахуванням пружно-демпферної взаємодії та фізико-механічних властивостей насіння. Розв’язок системи диференціальних рівнянь є основою фізико-математичного апарату числової системи, реалізованої в програмному пакеті STAR-CCM+. Для побудови фізико-математичних моделей передбачається, що насіння соняшнику має форму еліпсоїдів з певною щільністю та ефективним діаметром. У результаті чисельного моделювання процесу переміщення насіннєвого матеріалу соняшнику під дією вібросита встановлено залежності зміни загальної концентрації – θ та продуктивності – q від подачі насіння – Q, кута розсіву – α, частоти коливань решета. – ψ та амплітуди коливань решета – А. Чисельне моделювання процесу переміщення насіння соняшнику під дією вібраційної поверхні, залежності зміни коефіцієнта заповнення – χ, коефіцієнта розподілу – δ та продуктивності – q від подачі насіння – Q , кути нахилу коливальної поверхні – α і β, частота коливань – ψ, амплітуда коливань – A і задана витрата повітря – V.