потоці. Показниками, що характеризують поведінку частинок в повітряному потоці є: критична швидкість (швидкість вітання), коефіцієнт опору повітря K і коефіцієнт парусності Кп.
На частку знаходиться у вертикальному повітряному потоці, діють сила тяжіння Р і сила опору повітряного потоку R.
Сила R визначається за формулою Ньютона
(4)
де - щільність повітря, кг/м?;
S - площа проекції тіла на площину, перпендикулярну напрямку повітряного потоку (миделевого розтин), м?;
- швидкість повітряного потоку, м/с;
u - швидкість руху тіла приймемо, м/с.
У вертикальному повітряному потоці сили Р і R спрямовані в протилежні сторони. Залежно від співвідношення цих сил зерно буде рухатися вниз, якщо Р gt; R; вгору, якщо Р lt; R; перебувати в підвішеному стані, якщо Р=R при u=0.
Швидкість повітряного потоку, при якій тіло утримується в підвішеному стані, називається критичною або швидкістю витання. Визначається вона за умови Р=R, звідки
(5)
Критична швидкість тіла несферіческой форми непостійна через обертання його в повітряному потоці. Зерно буде витати в якихось межах. Величини коефіцієнтів Кп і К знаходяться в складній залежності від розмірів зерна, стану його поверхні, швидкості зерна щодо повітряного потоку. Тому критичні швидкості знаходять експериментально, а коефіцієнти К і Кп визначають за формулами
(6)
(7)
де g - прискорення вільного падіння приймемо 9,81, м/с?;
- щільність повітряного потоку приймаємо рівною 1,2 кг/м?;
m - маса одного зерна, кг;
S - площа миделевого перетину, м?.
Для визначення критичних швидкостей насіння можна використовувати порційний вітрильний класифікатор ППК-ВІМ, гідростатичний мікроманометр, з трубкою Піто, лінійку, технічні ваги з набором гир.
Для вимірювання тиску повітряного потоку можуть застосовуватися трубки Піто, Прандтля, ЦАГІ і гідростатичний мікроманометр з похилою трубкою або тягонапороме??. Ці трубки дозволяють виміряти повне і статичний тиск і їх різниця, тобто динамічний тиск.
Динамічний тиск повітряного потоку обчислюється за формулою
(8)
де hg - динамічний тиск, КПа;
hср - свідчення шкали при вимірюванні середні повного тиску, мм
- кут нахилу трубки до горизонту, град;
- щільність спирту, г/см? (= 0,81 ... 0,83 г/см?).
Визначаємо розміри насіння, заміривши штангенциркулем довжину, ширину і товщину зерна. Результати замірів записуємо в таблицю 3.
Таблиця 4 - Розміри насіння гречки. (Сорт Ілія)
КультураРазмери, ммСредній розмір, ммМіделево перетин, S, мм? аiвiсiавсГречіха62,53,16,22,63,113,544,12,72,94,52,62,3
Визначаємо масу одного зерна.
Так як наше зерно має не круглу форму, вважається за формулою
(9)
- щільність зерна, г/см?.
Критична швидкість вітання насіння визначається за формулою
Коефіцієнти парусність і опору;
Порівнюємо швидкість повітряного потоку в трубі створюваного вентилятором зі швидкістю витання насіння 18,5 gt; 5,87;
Осьова складова швидкості зерна гречки і швидкості повітря після проходу завихрителя;
Швидкість зерна становить 5,87 м/с,
Тангенціальна швидкість дорівнює
(10)
?- Кут повороту лопатак
У радіальному напрямку зерно рухається з постійною швидкістю (відповідно до закону Стокса):
(11)
?- Щільність зерна, кг/м?;
Rч - відстань від осі труби до частинки,
?- Динамічна в'язкість повітря? =22,2 * 10? 6 Н * с/м?
Визначаємо відцентрову силу діючу на зерно
(12)
Під дією цієї сили зерно рухається в радіальному напрямку до стінки труби, відчуваючи опору цьому руху за рахунок сил в'язкості.
Силу руху зерна до стінки труби визначаємо за формулою Стокса
(13)
Визначимо відстань, яку пройде зерно через ежекторний шлюз
(14)
Тоді час, за який зерно пройде це відстань визначимо за формулою
(15)
Визначаємо силу, що діє на лопать
Визначимо через площу проекції лопаті на площину за формулою
(16)
де - довжина лопать, м; ?- Кут нахилу лопаті, град;
Н - ширина лопаті, м.
Згідно з другим законом Ньютона сила діє на тіло в русі, дорівнює добутку маси тіла на його прискорення
