Моделювання форми зерна та насіння для обґрунтування параметрів решета сепаратора

Abstract

Обов’язковою технологічною операцією післязбирального оброблення сільськогосподарських культур є сепарування. Під час сепарування відбувається відокремлення від зерна/насіння основної культури сміттєвих та зернових домішок, а також інших складових зернової маси. Ефективний перебіг сепарування залежить від технологічних показників зернової маси та параметрів і режиму роботи сепаратора. Робочою поверхнею решітного сепаратора зернової маси є решето, яке, з-поміж інших параметрів, характеризується формою та розмірами отворів, а також їх розташуванням. Своєю чергою, вибір форми та розмірів отворів решета залежить від форми та розмірів складових зернової маси. Отже, важливим для обґрунтування параметрів решета є визначення форми та розмірів зернівок/насінин. У статті проаналізовані відомі методи кількісного визначення форми зернівок/насінин. Дослідження проводилися із використанням цифрового мікроскопа та комп’ютерного програмного забезпечення для побудови графіків, а також визначення площі зображень проєкцій зернівок/насінин та їх моделей. Отримані математичні моделі, що містять записані в параметричній формі рівняння еліпса та модифікованої суперформули, дозволяють описати форму проєкцій насіння льону-довгунця, зернівок пшениці та кукурудзи, плодів гречки та сої. Ці математичні моделі можуть бути використані під час проєктування решітчастих робочих поверхонь сепараторів зернової маси. Також запропоновані схема та вираз для визначення комплексного показника, який дозволяє оцінити конструкцію будь-якого решітного сепаратора порівняно з іншими сепараторами. Комплексний показник можна використовувати для оцінювання конструкцій будь-яких машин та обладнання, оскільки він дозволяє урахувати всі параметри, які впливають на ефективність їх функціонування, та порівняти їх з найкращими (базовими) значеннями цих параметрів.