vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2020-14-1-40-45vimjour-366Research ArticleНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕNEW TECHNICS AND TECHNOLOGOESРаспределение воздушного потока в высевающем аппарате избыточного давленияThe Air Flow Distribution in the Overpressure Sowing ApparatusПоповА. Ю.PopovA. Yu.

Антон Юрьевич Попов, кандидат технических наук, доцент кафедры

г. Ростов-на-Дону

Anton Yu. Popov, Ph.D.(Eng), Associate professor

Rostov-on-Don

popov_a_ju@mail.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation2020240320201414045Copyright © Попов А.Ю., 20202020Попов А.Ю.Popov A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/366

Для повышения качества работы пневматического высевающего аппарата необходимо исследовать его аэродинамику. (Цель исследования) Определить распределение потока воздуха в верхней части семенной камеры высевающего аппарата с учетом выступов высевающего диска, от чего зависит качество дозирования семян. (Материалы и методы) В качестве объекта исследования выбрали высевающий аппарат, работающий на избыточном давлении. Показали, что постоянная герметизация семенной камеры в нем обеспечивается выступами высевающего диска, которые выполнены со срезанными кромками со стороны дозирующего элемента высевающего диска в двух плоскостях. Применили компьютерное имитационное моделирование высевающего аппарата. Для проведения численного эксперимента определили начальные и граничные условия, учли вращение высевающего диска. Расчет модели осуществляли при изменении объемного расхода воздуха в диапазоне 15-35 литров в секунду. (Результаты и обсуждение) Построили изолинии распределения скоростей воздушного потока при различном расходе воздуха. Определили значения скоростей воздушного потока по направлениям X, Y и Z в семенной камере высевающего аппарата. Выявили, что наибольшее и наименьшее значения этого показателя достигается при 35 и 25 литрах в секунду соответственно. Показали, что при расходе воздуха в диапазоне 1525 литров в секунду распределение воздушного потока в верхней части семенной камеры будет оптимальным для транспортирования семян дозирующим элементом. При этом составляющие скорости потока воздуха в направлении Z, изменяются в диапазоне от 5,4 до 16,5 метров в секунду, а в направлениях X и Y не превышают 8 метров в секунду. (Выводы) На основе имитационного моделирования построили и проанализировали графики изменения составляющих скорости воздушного потока в трех направлениях распространения воздушного потока. Определили характер распределения потока воздуха на участке сброса лишних семян при конструктивном исполнении выступов со срезанными углами. Предложили рациональный диапазон объемного расхода воздуха, составляющий 15-25 литров в секунду.

To improve the quality of the pneumatic sowing apparatus, it is necessary to study its aerodynamics. (Research purpose) Determination of air flow distribution in the upper part of the seed chamber of the sowing apparatus, taking into account the protrusions of the sowing disk, on which the quality of seeds dosing depends. (Materials and methods) The author chose a sowing apparatus operating at overpressure as an object of research. The author showed that the seed chamber constant sealing in it is provided by the protrusions of the sowing disk, which are made with cut edges on the side of the sowing disk metering element in two planes. The author applied computer simulation of the sowing apparatus. To conduct a numerical experiment, the initial and boundary conditions were determined, and the rotation of the seed disk was taken into account. The calculation of the model was carried out by changing the volumetric air flow in the range of 15-35 liters per second. (Results and discussion) The author constructed isolines of the air velocity distribution at various air flow rates. He determined the values of the air flow in the directions X, Y and Z in the sowing apparatus seed chamber. It was revealed that the largest and the smallest values of this indicator are achieved at 35 and 25 liters per second respectively. It was shown that at an air flow rate in the range of 15-25 liters per second, the distribution of the air flow in the upper part of the seed chamber would be optimal for transporting the seeds with a metering element. The air flow velocity components in Z direction vary in the range from 5.4 to 16.5 meters per second, and in the X and Y directions do not exceed 8 meters per second. (Conclusions) Based on simulation modeling, the author constructed and analyzed graphs of air flow velocity components changes in the three directions of air flow propagation. He determined the nature of the distribution of air flow in the excess seeds discharge area in the design of protrusions with cut corners. He proposed a rational range of air volumetric flow rate of 15-25 liters per second.

пневматический высевающий аппаратаэродинамика дозирующих системскорость воздушного потокавыступ высевающего дискасеменная камеракомпьютерное имитационное моделированиераспределение воздушного потокаpneumatic sowing apparatusaerodynamics of dosing systemsair flow velocityseed plate protrusionseed chambercomputer simulationair flow distributionReferencesЗубрилина Е.М., Маркво И.А., Журавлев А.С., Новиков В.И., Нерода Е.В. Метод обобщенной оценки при выборе факторов и уровней их варьирования в многофакторном исследовании высевающих аппаратов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13. N4. С. 65-70.Zubrilina E.M., Markvo I.A., ZHuravlev A.S., Novikov V.I., Neroda E.V. Metod obobshchennoy otsenki pri vybore fakto rov i urovney ikh var’irovaniya v mnogofaktornom issledovanii vysevayushchikh apparatov [The method of generalized assessment when choosing factors and their variation levels in a multivariate study of sowing devices]. Sel’skokhozyaystvennye mashi ny i tekhnologii. 2019. T. 13. N4. 65-70 (In Russian).Кем А.А., Миклашевич В.Л. Пневматический высевающий аппарат точного высева для мелкосеменных культур // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2016. N2. С. 234-238.Kem A.A., Miklashevich V.L. Pnevmaticheskiy vysevayushchiy apparat tochnogo vyseva dlya melkosemennykh kul’tur [Pneumatic sowing apparatus for precise sowing of small seed crops]. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016. N2. 234-238 (In Russian).Фирсов А.С., Голубев В.В. Результаты исследования параметров и режимов работы дискового пневматического высевающего аппарата для льна // Агротехника и энергообеспечение. 2016. N3. С. 43-45.Firsov A.S., Golubev V.V. Rezul’taty issledovaniya parametrov i rezhimov raboty diskovogo pnevmaticheskogo vysevayushchego apparata dlya l’na [The results of a study of parameters and operating modes of a disk pneumatic sowing apparatus for flax]. Agrotekhnika i energoobespechenie. 2016. N3. 43-45 (In Russian).Попов А.Ю., Терновой Д.А. Исследование влияния пневматического сбрасывателя семян на показатели качества дозирования высевающего аппарата избыточного давления // Вестник аграрной науки Дона. 2013. N1. С. 16-24.Popov A.Yu., Ternovoy D.A. Issledovanie vliyaniya pnevmaticheskogo sbrasyvatelya semyan na pokazateli kachestva dozirovaniya vysevayushchego apparata izbytochnogo davleniya [Investigation of the effect of a pneumatic seed ejector on dosing quality indicators of an over-sowing meter]. Vestnik agrarnoy nauki Dona. 2013. N1. 16-24 (In Russian).Попов А.Ю. Элементы герметизации высевающего аппарата избыточного давления // Тракторы и сельхозмашины. 2014. N6. С. 32-35.Popov A.Yu. Elementy germetizatsii vysevayushchego apparata izbytochnogo davleniya [Sealing elements for overpressure metering apparatus]. Traktory i sel’khozmashiny. 2014. N6. 32-35 (In Russian).Пятаев М.В. Результаты теоретического исследования процесса распределения посевного материала вертикальным распределителем при работе агрегата на склонах // АПК России. 2017. Т. 24. N2. С. 431-436.Pyataev M.V. Rezul’taty teoreticheskogo issledovaniya protsessa raspredeleniya posevnogo materiala vertikal’nym raspredelitelem pri rabote agregata na sklonakh [The theoretical study results of the seed distribution process by a vertical distributor during operation of the unit on slopes]. APK Rossii. 2017. T. 24. N2. 431-436 (In Russian).Hilton J.E., Cleary P.W. The influence of particle shape on flow modes in pneumatic conveying. Chemical Engineering Science. 2011. Vol. 66(3). 231-240.Hilton J.E., Cleary P.W. The influence of particle shape on flow modes in pneumatic conveying. Chemical Engineering Science. 2011. Vol. 66(3). 231-240 (In English).Yatskul A., Lemiere J-P., Cointault F. Influence of the divider head functioning conditions and geometry on the seed’s distribution accuracy of the air-seeder. Biosystems Engineering. 2017. Vol. 161. 120-134.Yatskul A., Lemiere J-P., Cointault F. Influence of the divider head functioning conditions and geometry on the seed’s distribution accuracy of the air-seeder. Biosystems Engineering. 2017. Vol. 161. 120-134 (In English).Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. Solid Works. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ-Петербург. 2005. 800 с.Alyamovskiy A.A., Sobachkin A.A., Odintsov E.V., Kharitonovich A.I., Ponomarev N.B. Solid Works. Komp’yuternoe modelirovanie v inzhenernoy praktike.[Computer modeling in engineering practice]. Saint-Petersburg: BKHV-Peterburg. 2005. 800 (In Russian).Несмиян А.Ю., Ценч Ю.С. Тенденции и перспективы развития отечественной техники для посева зерновых культур // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12. N3. С. 45-52.Nesmiyan A.Yu., Tsench Yu.S. Tendentsii i perspektivy razvitiya otechestvennoy tekhniki dlya poseva zernovyh kul’tur [Trends and prospects of development of domestic equipment for sowing grain crops]. Sel’skohozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2018. Vol. 12. N3. 45-52 (In Russian).Мазитов Н.К., Шогенов Ю.Х., Ценч Ю.С. Сельскохозяйственная техника: решения и перспективы // Вестник ВИЭСХ. 2018. N3(32). С. 94-100.Mazitov N.K., Shogenov Yu. Kh., Tsench Yu.S. Sel’skokhozyaystvennaya tekhnika: resheniya i perspektivy [Agricultural machinery: solutions and prospects]. Vestnik VIESH. 2018. N3(32). 94-100 (In Russian).Ахалая Б.Х., Ценч Ю.С., Квас С.А. Технология комбинированного способа посева и высевающие аппараты для его осуществления // Вестник ВИЭСХ. 2018. N4(33). С. 61-65Ahalaya B.Kh., Tsench Yu.S., Kvas S.A. Tekhnologiya kombinirovannogo sposoba poseva i vysevayushchie apparaty dlya ego osushchestvleniya [Technology of the combined method of sowing and seeding machines for its implementation]. Vestnik VIESH. 2018. N4(33). 61-65 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.