Угол естественного откоса круп

Раздел 1. Общее товароведение (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Внешний вид зерна:

1 — продольный разрез; 2 — поперечный разрез; а — длина; б — ширина; в — толщина;

г – хохолок (бородка); д — зародыш; е — спинная сторона (спинка); ж — брюшная сторона (брюшко); з – бороздка.

Зародыш расположен у основания зерновки, хохолок расположен на вершине зерновки.

В зависимости от внешнего строения злаковые культуры принято делить на две группы:

Хлеба I группы

Хлеба II группы (просовидные )

пшеница, рожь, овес, ячмень

просо, сорго, кукуруза, рис

1. имеется бороздка

2. менее требовательны к теплу

2. более требовательны к теплу

3. более требовательны к влаге

3. менее требовательны к влаге ( искл. рис )

4. существуют озимая и яровая формы возделывания

4. только яровая форма возделывания

Зерновка характеризуется тремя размерами:

1) длина — это расстояние от основания до вершины;

2) ширина — это расстояние между боковыми сторонами;

3) толщина — это расстояние между спинкой и брюшком.

2. Внутреннее строение зерновки

Внутреннее строение зерновки рассмотрим на примере пшеницы. Зерновка пшеницы состоит из 3 основных частей:

I. Оболочки. Выполняют защитную функцию. Защищают зерновку от механических воздействий, химических веществ, микроорганизмов, вредителей. Оболочки составляют 5-6 % от массы зерна. Оболочки не перевариваются организмом человека, поэтому в готовую продукцию (в муку, крупу) их стараются не допускать. Выделяют в виде отрубей. Хотя отруби очищают желудочно-кишечный тракт человека.

1) плодовая оболочка состоит из трех слоев клеток:

2) семенная оболочка также состоит из трех слоев клеток:

II. Эндосперм (78-85 % от массы зерна) — это хранилище питательных веществ, необходимых зародышу при прорастании. Человек использует эндосперм для производства готовой продукции: муки и крупы. Крахмал в эндосперме злаков располагается в виде крахмальных зерен. В прослойках между крахмальными зернами располагаются белки. Слой клеток между эндоспермом и оболочками называется алейроновым слоем ( занимает 7-8 % от массы зерна).

III. Зародыш (1,5-3 % от массы зерна). Значение зародыша заключается в произрастании нового растения. Зародыш богат белками, жирами и витаминами. Так как жиры быстро портятся, то зародыш в готовую продукцию стараются не допускать. Зародыш состоит из:

а) зачаточный корешок;

в) щиток — передача питательных веществ от эндосперма к зародышу.

Продольный разрез зерновки пшеницы: а — хохолок; б, в, г — плодовая и семенная оболочка; д — алейроновый слой; е — эндосперм; ж — щиток; и — почечка; к — зародыш; л — зачаточный корешок

3. Особенности строения семян бобовых культур.

К семейству бобовых относят: кормовые бобы, горох, соя, чина, чечевица, фасоль, вика, арахис.

Отличия в стрении семян бобовых культур от злаковых:

1. плод бобовых называется боб;

2. боб представляет собой две раскрывающиеся створки, внутри которых расположено несколько семян;

3. семена крепятся к стенке боба при помощи семенного рубчика;

4. семена бобовых культур характеризуются разнообразной формой и окраской;

5. Семя бобовых содержит только одну семенную оболочку;

6. Семя бобовых состоит из:

— питательных веществ, расположенных в семядолях,

7. семена бобовых состоят из двух семядолей;

8. термин эндосперм для бобовых не применяют;

9. зародыш состоит:

Контрольные вопросы

1. Стебель, соцветие и плод злаковых.

2. Назвать голозерные и пленчатые злаковые культуры.

3.Основные детали зерновки, различимые при внешнем осмотре.

4. Назвать основные 8 родов злаковых культур.

5. Отличия хлебов 1 и 2 группы.

6. Назвать основные части зерновки.

7. Значение отдельных частей зерна.

8. Что такое алейроновый слой?

9. Как в эндосперме располагаются питательные вещества зерна?

10. Назвать бобовые культуры.

11. Отличия в строении семян бобовых от злаковых культур.

Тема 1.4 Состав и физические свойства зерновых масс

1. Состав зерновых масс

2.Сыпучесть зерновой массы

1. Состав зерновых масс

Масса зерен вместе с примесями называется зерновой массой. В состав зерновой массы входит:

1. зерно основной культуры;

2. зерно других культур;

3. семена сорных растений;

4. органическая примесь ( стебли, листья, солома, ости );

5. минеральная примесь ( камни, земля, галька и т. д. );

7. в зараженных партиях — вредители;

8. воздух в скважинах между зернами.

Состав зерновых масс зависит от многих факторов, наиболее важными являются:

1) почвенно-климатические условия;

2) условия выращивания, уборки и транспортировки зерна;

3) условия первичной обработки в хозяйствах;

4) условия хранения зерна.

Зерновая масса является продуктом физически неоднородным, т. к.:

— зерно основной культуры и примеси отличаются друг от друга по физическим свойствам (размеры, плотность, аэродинамические и т. д. );

— зерна основной культуры также отличаются друг от друга, например, крупные и мелкие, целые и битые.

2. Сыпучесть зерновой массы

Сыпучесть — это способность зерновой массы перемещаться по наклонной плоскости под действием собственной силы тяжести. Это свойство используется на предприятиях отрасли хлебопродуктов для перемещения зерна с верхних этажей на нижние по специальным трубам, которые называются самотеками.

Сыпучесть зависит от ряда факторов:

1. форма зерна (шарообразные зерна сыпятся лучше, чем удлиненно-овальные);

2. поверхность зерна(голозерные культуры сыпятся лучше, чем пленчатые);

3. влажность (сухое зерно имеет сыпучесть лучше, чем влажное);

4. наличие примесей (органическая примесь сильно снижает сыпучесть);

5. состояния самотеков.

Сыпучесть оценивается следующими показателями:

1) угол естественного откоса — это угол между диаметром и образующей конуса, полученного при свободном падении зерна на горизонтальную поверхность. Если при анализе угол естественного откоса меньше, то сыпучесть лучше.

2) угол трения — это наименьший угол, при котором зерно начинает перемещаться по наклонной плоскости. Чем меньше угол трения, тем сыпучесть лучше.

3. Самосортирование

Самосортирование — это способность зерновой массы расслаиваться в зависимости от плотности и парусности компонентов.

Парусность — это способность частички сопротивляться воздушному потоку.

Самосортирование проявляется в следующих случаях:

1. при транспортировке зерна. Тяжелые компоненты (минеральная примесь, крупное зерно) опускается в нижнюю часть кузова или вагона. Также вниз по скважинам проваливаются очень мелкие частицы. Например, песок, семена сорных растений, битые зерна. Легкие компоненты (органическая примесь) всплывают наверх. Это необходимо учитывать лаборанту при отборе проб зерна.

2. при загрузке складов и силосов. Частички с большей плотностью и меньшей парусностью (крупные зерна, минеральная примесь) располагаются по центру складов и силосов, а частички с меньшей плотностью и высокой парусностью (органическая примесь, битые и мелкие зерна) располагаются по краям складов и силосов. Участки, расположенные по краям в большей степени подвержены действию отрицательных процессов при хранении.

3. при разгрузке складов и силосов. В первую очередь из склада и силоса высыпаются участки зерновой массы, расположенные по центру, и только потом высыпаются участки, расположенные по краям складов и силосов.

4. Скважистость

Часть объема зерновой массы, занятая твердыми компонентами называется плотностью.

Часть объема зерновой массы, занятая скважинами называется скважистостью. Скважистость выражается в процентах. У пшеницы, ржи скважистость составляет 30-35 %.

Скважистость зависит от многих факторов, наиболее важными являются:

1. форма зерен (шарообразные культуры укладываются менее плотно, чем удлиненно-овальные);

2. поверхность зерна (голозерные культуры укладываются плотнее, чем пленчатые);

3. показатели качества.

Положительные стороны скважистости:

1) скважины сохраняют жизнеспособность посевного зерна;

2) скважины позволяют проводить сушку зерна;

3) скважины позволяют проводить активное вентилирование.

Активное вентилирование — это принудительное, при помощи вентилятора, продувание зерновой массы наружным воздухом. Например, для охлаждения зерна.

4) скважины позволяют проводить обеззараживание зерна при помощи ядохимикатов.

Отрицательная сторона скважистости:

1) в скважинах имеются благоприятные условия для развития вредителей.

5. Сорбционные свойства

Сорбция — это способность зерновой массы впитывать из окружающей среды посторонние пары или газы.

Сорбенты — это поглощающие тела, т. е. впитывают посторонние пары или газы.

Сорбционная емкость — это степень поглощения.

Зерновая масса обладает высокой сорбционной емкостью по следующим признакам:

1. из-за наличия скважин;

2. из-за наличия пор в оболочках;

3. из-за наличия коллоидных веществ в зерне, которые могут впитывать влагу и водяные пары. Например, белки.

Десорбция — это способность зерновой массы выделять в окружающую среду ранее поглощенные пары или газы при определенных условиях.

Угол естественного откоса круп

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для посадки семян сельскохозяйственных культур в капсулах.

Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство (см. патент РФ №2113097, МПК A01C 9/00 от 12.03.1997), состоящее из бороздодела, высевного устройства и заделывающих дисков. Высевное устройство состоит из загрузочного бункера, двух ворошителей, семяпровода, пружинного отсекателя и барабана, на боковой поверхности последнего расположены ячейки. На дне загрузочного бункера находится окно. Первый ворошитель выполнен в виде лотка и установлен на дне бункера с зазором относительно штока. Над штоком под дном лотка в бункере выполнено отверстие. Второй ворошитель является частью семяпровода и жестко прикреплен пружинной штангой к штоку. Барабан образован двумя коническими поверхностями, плоскость соединения которых проходит через ось борозды. На дне ячеек установлены подушки, выполненные из эластичного пенопласта. Барабан жестко соединен осью с быстросъемными транспортировочными колесами.

Недостатками данного устройства являются: неравномерность распределения семян по длине рядка; неудовлетворительная заполняемость ячеек; конструктивная сложность ворошителя и его привода; образование свода.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения капсул по длине рядка за счет повышения заполняемости ячеек, разрушение сводообразования.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для посадки семян в капсулах, содержащее бункер с распределительной камерой, расположенный под ним корпус, ворошители, посадочный аппарат, согласно изобретению посадочный аппарат выполнен в виде цилиндрического диска, на боковой поверхности которого выполнены галтель и ячейки, на боковой поверхности ячеек выполнена фаска под углом естественного откоса капсул по ходу вращения диска, ворошители выполнены криволинейными и установлены на торцевой поверхности диска.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для посадки семян в капсулах, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — диск для посадки семян в капсулах.

Устройство для посадки семян в капсулах содержит бункер 1 с распределительной камерой 2 для капсул 3, расположенный под ним корпус 4, в котором на горизонтальной оси вращения 5 установлен цилиндрический диск 6 с ячейками 7 и ворошителями 8, боковые пластины 9 для крепления полозовидного сошника 10, выгрузное окно 11, отражатель 12 и обрезиненный ролик 13, установленный на оси 14 с зазором не менее 0,2 максимального диаметра капсулы D_кmax между профилями боковых поверхностей обрезиненного ролика 13 и диска 6, имеющих одинаковый радиус кривизны (фиг.1). Цилиндрический диск 6 с ячейками 7 закреплен на зубчатке 15 посредством болтов 16 через отверстия 17 (фиг.2). На боковой поверхности диска 6 выполнены цилиндрические ячейки 7 диаметром D_яч и глубиной Н_яч, равными 1,2 диаметра максимальной капсулы D_кmax, и галтель 18 радиусом R_гал=0,4D_кmax на внутреннем основании диска 6. На боковой поверхности ячеек 7 по ходу вращения диска 6 выполнена фаска 19 глубиной 0,2D_кmax под углом естественного откоса капсул (фиг.3). Криволинейный ворошитель 8 закреплен резьбовым соединением 20 на торцевой поверхности диска 6 на окружности D_c в точках А и В на серединах крайних перемычек 21 двух соседних ячеек 7 (фиг.3).

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Находящиеся в бункере 1 капсулы 3 поступают в распределительную камеру 2, в которой обрезиненным роликом 13, вращающимся в направлении ω₂, галтелью 18 и ворошителями 8, препятствующими образованию свода в камере 2, ориентируются относительно ячеек 7 на диске 6, вращающемся в направлении ω₁ на оси 5, и под силой гравитации поочередно попадают в свободные ячейки 7. Вращаясь в направлении ω₁, диск 6 перемещает капсулы 3 к выгрузному окну 11, и при совмещении одной ячейки 7 с выгрузным окном 11 капсула 3 выпадает из нее и под силой гравитации падает на дно борозды, образованное сошником 10, закрепленным на боковых пластинах 9. Фаска 19 на боковой поверхности ячеек 7 диска 6 предотвращает разрушение капсул 3, находящихся над ячейками 7 с капсулами 3, в случае их защемления между диском 6 и обрезиненным роликом 13, а отражатель 12 предотвращает разрушение капсул 3 между корпусом 4 и обрезиненным роликом 13.

Предлагаемая конструкция позволяет равномерно распределить капсулы по длине рядка за счет образования единичного организованного ряда галтелью на боковой поверхности диска, ворошителями и обрезиненным роликом, а также ликвидации относительной скорости капсул по диску и обеспечения им вращательного движения, придаваемого обрезиненным роликом и диском, способствующим единичному заполнению ячеек.

Устройство для посадки семян в капсулах, содержащее бункер с распределительной камерой, расположенный под ним корпус, ворошители, посадочный аппарат, отличающееся тем, что посадочный аппарат выполнен в виде цилиндрического диска, на боковой поверхности которого выполнены галтель и ячейки, причем на боковой поверхности ячеек выполнена фаска под углом естественного откоса капсул по ходу вращения диска, а ворошители выполнены криволинейными и установлены на торцевой поверхности диска.

Экспериментальная задача «Конические горки»

Слайд 1. « Конические горки»

Слайд 2. Условие задачи: не прилипающий гранулированный материал может при насыпании образовать конусоподобную горку. Исследуйте параметры, которые влияют на образование конуса и угол наклона его боковой поверхности.

Слайд 3. Цель: Исследование параметров, которые влияют на образование конуса и угол наклона его боковой поверхности.

Собрать экспериментальную установку для проведения опыта.

Изготовить модель устройства для определения угла естественного откоса сыпучего продукта.

Определить зависимость угла наклона боковой поверхности от вида материала.

Исследовать зависимость угла от шероховатости частиц материала, степени их увлажнения .

Слайд 4. Оборудование и материалы:

Воронки разного диаметра.

Слайд 5. Задача имеет практическое применение в:

пищевой промышленности (бункер для хранения сыпучих продуктов).

Величина угла важна для:

определения площади, занимаемой сыпучим материалом определенной массы и объема;

уровня загрузки транспортных средств;

количества загрузки емкостей сложной конфигурации.

Слайд 6. Теоретические сведения о величине угла.

Угол естественного откоса, или угол внутреннего трения (в механике грунтов), — угол, образованный свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего вещества с горизонтальной плоскостью. Иногда может быть использован термин «угол внешнего трения».

Частицы вещества, находящиеся на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние предельного (критического) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от шероховатости зёрен, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от удельного веса материала.

Угол естественного откоса (градусы)

Гравий (натуральный с песком)

Слайд 8. Исследование зависимости угла естественного откоса от материала.

Вывод: в целом результаты эксперимента подтверждают теоретические данные. Угол естественного откоса зависит от структуры частиц материала.

Слайд 9. Исследование зависимости угла естественного откоса от высоты падения, диаметра воронки для сахара.

Вывод: от высоты падения угол естественного откоса практически не зависит. При увеличении диаметра воронки уменьшается разброс частиц вещества, следовательно, угол естественного откоса возрастает.

Слайд 10. Исследование зависимости угла естественного откоса от параметров материала.

Вывод: при увлажнении песка уменьшается сила трения, поэтому горка «растекается». При переувлажнении вступает в действие сила поверхностного натяжения воды.

Слайд 11. Исследование зависимости угла естественного откоса от формы частиц.

Вывод: более граненые частицы горного песка и сахара имеют больший угол естественного откоса по сравнению с «полированным» речным песком. Большой угол откоса пшена обусловлен практически идеальной сферической формой пшенной крупы.

Слайд 11. Выводы:

Угол естественного откоса зависит от формы частиц, влажности сыпучего материала, диаметра воронки.

Исследование угла естественного откоса имеет практическое значение при проектировании складских помещений, в логистике (транспорт, хранение), при добыче полезных ископаемых, в сельском хозяйстве.

Склады цемента типовые

Цемент имеет ряд специфических особенностей, которые необходимо учитывать при организации складов длительного хранения. Он самоуплотняется, при длительном хранении «слеживается» с потерей своих качеств (изменяется его марка). Цемент имеет насыпную плотность 1100 — 1300 т/м3 и угол естественного откоса до 15-18°. У слежавшегося цемента плотность достигает 1500 — 1700 т/м3, он держится с очень крутыми откосами, доходящими до 60-70°, и образует своды. Цемент хорошо поглощает влагу из воздуха и почвы. Легкая распыляемость цемента создает неблагоприятные условия для обслуживающего персонала и может приводить к потерям при транспортировке и складировании до 10-12%. Большая абразивность цемента может вызвать значительный износ незащищенных трущихся частей машин и оборудования и выход их из строя. Все вышеперечисленные факторы предъявляют высокие требования к опыту и квалификации организации, проектирующей и создающей АТК склада цемента длительного хранения.

АТК склада цемента условно можно разделить на три составляющие:

• приема цемента из хопперов;
• хранение цемента;
• транспортировка цемента.

Каждая из этих составляющих требует решения своих специфических задач.

По приему цемента из хопперов:

• аспирация хоппероприемников и надбункерного пространства;
• подбор транспортирующего оборудования;
• обеспечение разгрузки хоппера в отведенное время.

По хранению цемента:

• подбор фильтров для аспирации силосных емкостей;
• грамотное проектирование и реализация системы аэрирования;
• контроль пороговых уровней цемента;
• измерение текущего уровня цемента.

По транспортировке цемента:

• проектирование цементопроводных трасс, углов их изгиба, шайб, осадителей, обеспечивающее минимальный износ;
• подбор транспортирующего оборудования;
• использование при длинных маршрутах транспортировки так называемых узлов перегрузки цемента.

Общей задачей для АТК склада цемента является грамотное проектирование пневмосети (подбор мощности и выбор компрессорного оборудования) и, что еще более важно, обеспечение хорошей подготовки воздуха.

АСУ склада цемента должна обеспечивать выполнение следующих функций:

В части приема цемента из хопперов:

• в автоматическом режиме работы:
  • выбор трассы загрузки с учетом марки загружаемого цемента и наличия разрешенных к загрузке силосов склада;
  • автоматический запуск процесса перекачивания при получении сигнала разрешения от оператора разгрузки вагонов (установка, при их наличии, переключателей потока, включение необходимых пневмонасосов);
  • автоматический переход на другой разрешенный силос при заполнении текущего загружаемого силоса;
  • завершение процесса перекачивания по снятию сигнала разрешения от оператора разгрузки вагонов или по заполнению всех разрешенных силосов с продувкой трассы для освобождения от материала;

• в полуавтоматическом режиме работы:
  • указание источников и приемника цемента оператором системы (с контролем исключения смешивания марок цемента);
  • запуск процесса перекачивания по команде оператора системы при наличии сигнала разрешения от оператора разгрузки вагонов;
  • завершение процесса перекачивания по снятию сигнала разрешения от оператора разгрузки вагонов или по заполнению заданного силоса с продувкой трассы для освобождения от материала.

В части хранения цемента:

• измерение текущего уровня цемента в силосах должно осуществляться датчиками текущего уровня со следующими параметрами:
  • погрешность не более 20 см;
  • время измерения не более 15 мин.

В части транспортировки цемента:

• в автоматическом режиме работы:
  • выбор трассы с учетом разрешенных к разгрузке силосов склада и марки цемента, необходимого для бункера потребителя с включенным требованием загрузки;
  • запуск перекачивания по команде оператора системы при наличии сигнала требования загрузки от поста заказа потребителя;
  • автоматический переход на другой разрешенный силос при освобождении текущего разгружаемого силоса;
  • завершение процесса перекачивания по срабатыванию датчика верхнего уровня загружаемой емкости, по снятию сигнала требования от поста заказа потребителя, по освобождению всех разрешенных силосов — источников с продувкой трассы для освобождения от материала;
  • автоматический переход на другой разрешенный бункер потребителя при наличии разрешенных и не пустых силосов склада с требуемой маркой цемента.

• в полуавтоматическом режиме работы:
  • указание источников и приемника цемента оператором системы (с учетом требуемой на приемной емкости марки цемента);
  • запуск процесса перекачивания по команде оператора системы при наличии разрешающего сигнала от поста заказа потребителя;
  • завершение процесса перекачивания по снятию сигнала разрешения от поста заказа потребителя или по освобождению используемого силоса склада.

В части общих технологических решений:

• возможность одновременной синхронной работы нескольких насосов на одну выходную трассу для увеличения производительности;
• одновременное независимое выполнение нескольких процессов перекачивания на непересекающихся участках трассы;
• установка механизмов переключения потока в требуемые положения (подготовка трассы) с включением звонков предпусковой сигнализации;
• запуск работы насосов в циклическом режиме и контроль их функционирования до окончания перекачивания;
• контроль состояния трассы и всех необходимых условий во время перекачивания, автоматический останов процесса и выдача сообщения оператору в случае обнаружения отклонений;
• прекращение процесса перекачивания по команде оператора или по заполнению емкости приемника, либо опустошению емкости источника;
• продувка использовавшихся участков трассы для освобождения от материала.

В части выполнения учетных функций:

• снятие остатков материалов в силосах склада по команде оператора;
• сохранение результатов измерений уровня заполнения силосов (дата и время получения результата, уровень заполнения, марка материала силоса);
• сохранение протокола событий с информацией о начале и окончании выполнения операций перекачивания в автоматическом режиме (дата и время события, источник, приемник, марка материала);
• отбор учетных данных по заданным условиям (дата или диапазон дат, источник, приемник, марка цемента);
• вывод учетных данных (с учетом условий отбора) на печать;
• экспорт учетных данных на съемный usb-flash носитель или информационную сеть предприятия.