Search academic texts

Registration Number

0825U003431, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 133, Галузеве машинобудування

Date

22-08-2025

popup.evolution

.

Title

Improvement and Justification of Parameters of the Pneumatic System of a Precision Planter

Author

Oleksii Zelenskyi,

popup.head Viktor I. Mel'nik
popup.opponent Vasyl T. Dmytriv
popup.opponent Vasyl Salo
popup.review Oleksii Kozachenko
popup.review Mykola Artyomov

Description

Дисертація присвячена удосконаленню роботи пневматичної системи сівалки точного висіву. Основні зусилля зосереджені на вивченні та дослідження роботи пневматичної системи, роботі відцентрового радіального вентилятора. Отримані результати та розроблені методики можуть бути використані для дослідження, проектування та модернізації пневматичних систем сільськогосподарських машин. Пневматичні сівалки давно застосовуються аграріями, завдяки високій точності висіву, стабільному дозуванню насіння та швидкості роботи. Використання вакууму або надлишкового тиску, забезпечує надійну подачу насіння з бункера, його дозування та транспортування до ґрунту. Проте пневматична система сівалки має недоліки: втрати тиску через негерметичні з'єднання, гідравлічні опори в магістралях, не оптимальні режими роботи висівних апаратів, що призводить до пропусків і здвоєних висівів, зниження загальної ефективності та потреби в додаткових польових роботах. Тому потрібно проводити вдосконалення конструкцій та підвищувати адаптивність до мінливих технологій обробітку. В дисертаційній роботі поставлена мета – підвищити якість висіву насіння просапних культур, шляхом удосконалення та обґрунтування раціональних значень параметрів пневматичної системи сівалки. Для досягнення цієї мети взято до дослідження особливості технологічного процесу посіву насіння просапних культур сівалками. Увага приділялась якості посіву, фізико – механічним, аеродинамічним властивостям насіннєвого матеріалу, аналізу впливу тиску, що створюється ВРВ, геометричним властивостям культури. Принцип роботи ВРВ та вплив конструктивних особливостей трубопроводів, а також відбувається знайомство з дослідженням робочого процесу, що протікає у проточній частині пневматичної системи сівалки. Розглянуто особливості конструкції ВРВ, запропоновано вид проточної системи з контрольними перерізами на основі, якого проводився аналіз стиснутого повітряного потоку. За результатами дослідження, встановлено залежність потрібних мінімальних характеристик повітряного потоку від швидкості витання (аеродинамічних характеристик висівного насіння), конструктивних особливостей трубопроводів, ВРВ, взаємодії у шарах посівного матеріалу в насіннєвій камері. Проаналізовано принципи роботи ВРВ та процеси, що відбуваються у проточній частині. З'ясовано вплив сил та конструкційних особливостей системи, які впливають на утворення зриву та вихорів повітряного потоку та як наслідок, зниження якості роботи висівного апарату. Створено математичну модель процесу роботи ВРВ в пневматичній системі сівалки. Проведено аналіз та розрахунок конструкція вентилятора. Розглянуто особливості моделювання течій газових потоків з використанням середніх рівнянь Нав’є – Стокса за часом (RANS), простором (LES), гібридні підходи (DES). Як результат виконаної роботи проведено аналіз та розрахунок конструкція вентилятора, що забезпечує необхідну продуктивність сівалки. Запропоновано методику розрахунку геометричних та газодинамічних характеристик ВРВ, проведено моделювання поведінки течій газових потоків з використанням сучасних програмних комплексів. На основі аналітичних та емпіричних досліджень запропоновано п’яти факторну регресійну математичну модель, що встановлює зв’язок між параметрами ВРВ та параметрами пневматичної системи трубопроводів та висівних апаратів сівалки точного висіву. До досліджуваних факторів віднесли: кут установки лопаток на вході та виході з РК, кількість лопаток; частота обертання РК, масова витрата повітря. Аналіз встановив вплив цих факторів на процеси в системі та визначили напрямки оптимізації конструкції. Виконані технологічні та конструктивні розрахунки та побудовано лабораторний стенд по дослідженню роботи ВРВ. Оброблені та проаналізовані результати досліджень різних типів РК, встановлено перевагу щодо нової конструкції ВРВ при заданих граничних умовах. Запропоновані конструктивні зміни пневматичної системи для розширення ділянки стабільності роботи ВРВ, рекомендовано додатково встановлювати спрямляючи апарати, на вході та поверхні конусоподібної форми, рекомендовано модернізувати систему розгалуження ланок трубопроводів та зміни кута нахилу для трійника, зробити більш пологі кути підводів трубопроводів. Проведено експериментально-виробничі випробування класичного ВРВ (А – 01) на базі сівалки VEGA 8 PROFI та дослідного зразка ВРВ (А – 02), що виготовлений у відповідності до технічного завдання дослідного зразка. В ході проведення випробувань ВРВ у польових умовах під час висіву просапних культур було проаналізовано рівномірність розподілу вздовж осі рядка, глибини загортання та ширини стрічки розсіву. В результаті оцінки висівного матеріалу, встановлено, що запропоновані зміни в конструкції РК вентилятора, зменшили витрати посівного матеріалу, підвищили якість висіву, за рахунок стабілізації потоку повітря в пневматичній системі та отримати приріст врожаю. На основі проведених аналітичних та дослідних робіт зроблені висновки, по удосконаленню пневматичної системи сівалки

Registration Date

2025-08-13

popup.nrat_date

2025-08-13