Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование процесса отделения целых и микротравмированных семян зерновых культур в электрическом поле

Диссертация: Исследование процесса отделения целых и микротравмированных семян зерновых культур в электрическом поле
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Известно, что в убранном зерновом материале в среднем содержится 0,92% зерна с выбитым зародышем, 1,64% — с повреждённым зародышем, 8,44% — с поврежденной оболочкой зародыша и эндосперма, 1,1% — с поврежденным эндоспермом, 29,9% — с поврежденной оболочкой эндосперма, 10,1% — дробленого зерна, которое не может использоваться для посева. Основной причиной снижения всхожести и сохранности семян… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Обоснование необходимости отделения микротравмированных семян зерновых культур для снижения потерь урожая
    • 1. 2. Анализ способов сепарации семян зерновых культур
    • 1. 3. Анализ способов физических воздействий на семена зерновых культур для изменения электрических свойств
      • 1. 4. 3. адачи исследования
  • 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ПРОЦЕССА ОТДЕЛЕНИЯ МИКРОТРАВМИРОВАННЫХ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ОТ ЦЕЛЫХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
    • 2. 1. Теоретическое исследование процессов зарядки и разрядки диэлектрической эллипсоидальной частицы в электрическом поле
    • 2. 2. Процесс разделения частиц на коронном электросепараторе
    • 2. 3. Расчет времени нагрева для изменения проводимости целых и микротравмированных семян зерновых культур в электрическом поле
    • 2. 4. Выводы по главе
  • 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 3. 1. Программа исследований
    • 3. 2. Методика определения числа повторностей и обработки экспериментальных данных
    • 3. 3. Приборы и оборудование
    • 3. 4. Методика проведения экспериментов
    • 3. 5. Описание экспериментальной установки
  • 4. РЕЗУЛЬТАТЬГЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 4. 1. Результаты экспериментальных исследований зависимости проводимости семян зерновых культур от влажности
    • 4. 2. Результаты экспериментальных исследований зависимостей* изменения влажности целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева
    • 4. 3. Результаты экспериментальных исследований зависимостей изменения проводимости целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева
    • 4. 4. Результаты экспериментальных исследований зависимостей изменения углов отрыва целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева
    • 4. 5. Результаты экспериментальных исследований процесса разделения целых и микротравмированных семян зерновых культур на экспериментальной установке
    • 4. 6. Выводы по главе
  • 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОЗДАНИЮ КОРОННОГО ЭЛЕКТРОСЕПАРАТОРА СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
    • 5. 1. Место в технологическом процессе
    • 5. 2. Расчет конструктивных параметров
    • 5. 3. Требования по безопасности обслуживания
  • 1. 5.4.Выводы по главе
  • 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ КОРОННОГО ЭЛЕКТРОСЕПАРАТОРА СЕМЯН В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
  • Выводы по главе

Исследование процесса отделения целых и микротравмированных семян зерновых культур в электрическом поле (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

: Увеличение производства зерна было и остается одной из главных задач сельского хозяйства России. Для получения высоких урожаев необходимо высевать качественные семена зерновых культур, использовать современные технологии и высокопроизводительную надежную технику. Проблему повышения урожайности можно достичь двумя способами: созданием высокоурожайных сортовпроизводством и внедрением зерноочистительных машин, позволяющих отбирать самые качественные семена.

Основной причиной снижения всхожести и сохранности семян являются их микротравмы, нарушающие целостность поверхностных оболочек семян. Это позволяет воздуху, влаге и микроорганизмам свободно проникать во внутренние клетки семени.

Известно, что в убранном зерновом материале в среднем содержится 0,92% зерна с выбитым зародышем, 1,64% - с повреждённым зародышем, 8,44% - с поврежденной оболочкой зародыша и эндосперма, 1,1% - с поврежденным эндоспермом, 29,9% - с поврежденной оболочкой эндосперма, 10,1% - дробленого зерна, которое не может использоваться для посева [1].

Существующие способы сепарации зерна не позволяют проводить разделение микротравмированных и целых зерен. Поэтому возникла необходимость создания технологии и техники по отделению микротравмированных семян зерновых культур от целых. Это определило направление теоретических и экспериментальных исследований и послужило выбором темы диссертации.

Исследования проводились в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001.2005 гг.: 01.02. «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 года" — 02. «Разработать новое поколение технологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технологических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции», а также планом научно-исследовательской работы ЧГАУ на 2004. .2009 годы.

Цель исследования. Исследовать процесс отделения микротравмиро-ванных семян зерновых культур от целых в электрическом поле. Разработать устройство, позволяющее отделять микротравмированные семена от целых.

Задачи исследования.

1. Разработать способ разделения микротравмированных и целых семян зерновых культур с использованием электронно-ионной технологии.

2. Теоретически исследовать кинетику зарядки и разрядки зерна в электрическом поле и процесса отделения, которое позволяет учитывать физические параметры семян, и провести математическое моделирование данного процесса.

3. Разработать устройство, методику и программы экспериментальных исследований процесса отделения микротравмированных семян зерновых i культур от целых.

4. Экспериментально установить закономерности процесса отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых и сравнить их с теоретическим описанием математической модели.

Объект исследования. Процесс сепарации микротравмированных и целых семян в электрическом поле коронного электросепаратора после их предварительной подготовки.

Предмет исследования. Закономерности процесса сепарации микротравмированных и целых семян в электрическом поле коронного электросепаратора после предварительной подготовки.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Предложена и подтверждена экспериментально возможность отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых путем изменения проводимости семян.

2. Разработана математическая модель для обоснования конструктивных параметров устройства с учетом физических параметров среды, семени и подложки.

3. Уточнен критерий разделения семян зерновых культур для коронного электросепаратора с учетом особенностей впервые разработанного устройства.

4. Определены параметры нагрева для изменения поверхностного сопротивления семян зерновых культур.

Практическая ценность работы и реализация её результатов.

1. Разработан способ предварительной подготовки семян к электросепарации в электрическом поле коронного разряда.

2. Разработан способ отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых и устройство для его реализации.

3. Получено повышение посевных показателей качества оригинальных семян сорта Ирень (всхожесть повысилась с 92% до 97%).

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях ЧГАУ 2005;2009 гг., на всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г.Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ в 2005;2006 гг.), на всероссийском совещании-выставке по энергосбережению (Екатеринбург, 20−21 марта 2007 г.). Получен акт производственной проверки результатов законченной научно-технической разработки ГНУ «Уральский НИИСХ», г. Екатеринбург от 31.03.09.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ общим объемом 12 печатных листов, в том числе два патента на полезную модель и один патент на изобретение РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 49 рисунок, 99 наименований литературы и 10 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Разработан способ и математическая модель процесса отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых с использованием возможностей электронно-ионной технологии. Получены выражения для расчета результирующей силы, действующей на семена пшеницы в зоне разделения коронного электросепаратора с учетом их электрических параметров. Разделение возможно в диапазоне проводимостей 10″ 13. Ю" 10 См/м.

2. Разработан способ подготовки семян зерновых культур к сепарации в электрическом поле коронного разряда с целью отделения микротравмированных семян от целых.

3. Разработано устройство для разделения смеси из целых и микротравмированных семян зерновых культур на примере семян пшеницы. Получены два патента на полезную модель и решение на выдачу патента на изобретение.

4. Разработана методика проведения экспериментальных исследований на основе требований ГОСТ Р ИСО 5725−2002. Полученные результаты экспериментальных исследований с вероятностью 90% совпадают с расчетными результатами.

5. Разработанная методика подготовки зерна к электросепарации позволяет получать зерна пшеницы с заданной влажностью без потери жизнеспособности семян. Начальная влажность семян должна быть не более 17%.

6. Экспериментально исследован процесс отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых на коронном электросепараторе. Подтверждены основные теоретические положения математической модели процесса и выявлены оптимальные параметры установки на примере семян пшеницы. Большая четкость разделения наблюдается в диапазоне проводимостей семян 10~13— Ю" 10 См.

7. Рассчитан экономический эффект, полученный в результате повышений качества семян за счет повышения всхожести семян на 5%.

НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Использование электромагнитной энергии для подготовки к электросепарации и биостимуляции семян зерновых культур.

2. Исследование возможностей использования переменных электромагнитных полей высокой частоты для информационного воздействия на семена зерновых культур.

3. Применение методик и способов разделения для семян овощных культур, семян цветов и т. д.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.П., Оробинский В. И., Мерчалова М. Э. Влияние влажности зерна при уборке и после уборочной обработке на его микротравмирование // Зерновые культуры № 4. 1999, с. 22−24.
  2. М.К., Попова Е. П. Оценка качества зерна и семян. — М.: Колос, 1981. -223с.
  3. А.Н. Повреждение зерна машинами. М., 1976. — 320 е.: ил.
  4. С.А., Миттельман Г. С., Романов П. П. Семеноводство зерновых культур на Среднем Урале. Свердловск, 1976. — 94 с.
  5. Л.И. Обработка и хранение семенного зерна. М., «Колос», 1974.-176 е.: ил.
  6. А.П. Снижение микротравмирования семян при уборке и послеуборочной обработке. Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2003. — 331 с.
  7. В.Б. Промышленное хранение и обработка семян. М.: Аг-ропромиздат, 1991.— 255 с.
  8. .А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна. М: Агропромиздат, 1987. 288 е.: ил.
  9. Н.И. Состояние и тенденции совершенствования зерноуборочных машин- Учебное пособие- Челябинск, 1983. 99 с.
  10. Совершенствование технологии уборки и послеуборочной обработки урожая зерновых, зернобобовых и крупяных культур в условиях Южного Урала / Бледных В. В., Косилов Н. И., Рогоза В. Е., Урайкин В. М.: ЧГАУ. -Челябинск, 1995. 89 с.
  11. П.Кулагин М. С. и др. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян // М. С. Кулагин, В. М. Соловьёв, B.C. Желтов. — М.: «Колос», 1979. 256 е.: ил.
  12. И.Е. Зерноочистительные машины. Конструкции, расчёт и проектирование. М.: «Машиностроение», 1974. — 200 е.: ил.
  13. Электротехнология / A.M. Басов, В. Г. Быков, А. В. Лаптев, В. Б. Фаин. -М: Агропромиздаг, 1985.—256 е.: ил.
  14. А.С., Дубровский В. П., Казаков Е. Д., Окунь Г. С., Резчиков В. А. Влага в зерне. — М.: «Колос», 1969. — 224 е.: ил.
  15. Н.В. и др. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ. — М.: Агропромиздат, 1989. — 40 е.: ил.
  16. П.Б., Сапожникова А. С. определение качества зерна, муки и крупы.-М.: 1961.-247 е.: ил.
  17. С.П., Бибиков Е. С., Олоничев В. В. Снижение потерь энергии в процессах сушки семян сельскохозяйственных культур // Труды ЧИМЭСХ, вып. 75, 1973, стр. 267−271.
  18. Коронный электросепаратор: Патент на полезную модель № 71 566, по заявке № 2 006 115 994. Россия / Знаев А. С., Осинцев Е.Г.
  19. Коронный электросепаратор семян: Патент на полезную модель № 68 366, по заявке № 2 006 144 880. Россия / Знаев А. С., Осинцев Е.Г.
  20. Ч.М., Вечхайзер Г. В., Штейншрайбер В. Н. Трехосный диэлектрический эллипсоид в электрическом поле при учете проводимости. — Известия А.Н.СССР. Энергетика и транспорт, 1969, № 1, с. 158−161.
  21. Электрозерноочистительные машины. Под ред. A.M. Басова. М., «Машиностроение», 1967, 201 стр.
  22. Н.Ф. Биологические основы предпосевной обработки семян и зоны её эффективности / Сельскохозяйственная биология, 1980, т. 15, № 4, с. 504−509.
  23. Л.Г., Бошкова И. Л. Физическая модель отклика растительной ткани на воздействие микроволнового электромагнитного поля // Биофизика, 2003, том 48, вып. 1, — с. 122−124
  24. ЗО.Знаев А. С. Очистка семян зерновых культур от головневых примесей электрическим полем и воздушным потоком: Дис.канд. техн. наук: 05.20.02. Защищена 10.07.87 — Челябинск, 1987. — 184 е.: ил — Библиогр.: 163−184.
  25. ГОСТ Р ИСО 5725−2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.
  26. П.А. Всесоюзное научно-техническое совещание по сушке, 12, М., 1958.
  27. ГОСТ 12 041–82. Семена сельскохозяйственных культур. Метод определения влажности.
  28. Зб.Знаев А. С., Осинцев Е. Г. Пути решения проблемы отделения микротравмированных семян от целых // Вестник ЧГАУ. Т. 46. Челябинск, 2005, с. 79−83.37.3наев А.С., Осинцев Е. Г. Коронный электросепаратор семян // Сельский механизатор, 2008, № 3, с.10−11.
  29. Э.А. Комплексное применение электрических полей в системах подготовки семян: Дис.докт. техн. наук: 05.20.02. Защищена 23.05.88 — Челябинск, 1988. — 475 е.: ил — Библ.: 441−162.
  30. И.П., Левитов Б. И., Мирзабекян Г. З. и др. Основы электродинамики дисперсных систем. М.: Энергия, 1974. 480 с.
  31. Физические основы электрической сепарации / Ангелов А. И., Верещагин И. П. и др. Под ред. В. И. Ревнивцева. М.: Недра, 1983. 271 с.
  32. В.И., Глазов М. И. Кинетика зарядки и динамика волокон в электрическом поле. М.: Недра, 1970. — 128 с.
  33. Г. А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука, 1979. 319 с.
  34. М.К., Гроссу Ф. П., Кожухарь И. А. Электроконвекция и теплообмен / Под ред. Г. А. Остроумова. Кишинев: Мтиинца, 1977. 320 с.
  35. М.Я. Сушка ионизированным воздухом без подвода тепла к высушиваемому материалу / Электронная обработка материалов, 1978, № 2, с. 45−47.
  36. A.JI. Влияние неоднородного электрического и магнитного полей на внутренний массоперенос в капиллярно-пористых телах / ИФЖ, 1978, № 1, с. 93−100.
  37. М.С. и др. Кинетика сушки капиллярно-пористого тела в электрическом поле / ИФЖ, 1977, № 2, с. 356−357.
  38. Н.Ф. Биологические основы предпосевной обработки семян' и зоны её эффективности / Сельскохозяйственная биология, 1980, т. 15, № 4, с. 504−509.
  39. А.П. Основы геоэлектрики. M.-JL: Гостехиздат, 1951. — 443 с.
  40. И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1982. — 496 с.
  41. Физиология семян / Данович К. Н., Соболев A.M., Жданова Л. П. и др. М.: Наука, 1981.-318 с. 51 .Рубинштейн Д. Л. Общая физиология. М.: Медгиз, 1947. 648 с.
  42. А. Ядерный магнетизм. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. —551 с.
  43. Ядерный магнитный резонанс / Под ред. И. П. Бородина. — JL: Изд-во ЛГУ, 1982.-344 с.
  44. Ю.А. и др. Биофизика. М.: Медицина, 1983. 272 с.
  45. В.И. Электрическое поле при переходной униполярной короне / Изв. АН СССР, ОТН, 1954, № 7, с. 7−19.
  46. Н.А. Коронный разряд. М.-Л.: Госгортехиздат, 1947. 226 с.
  47. И.П., Морозов B.C., Башин М. М. Зарядка проводящих несферических частиц в поле коронного разряда / Электричество, 1975, № 2, с. 44−48.
  48. Л.Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Госфизматиздат, 1959, с. 78, 101.
  49. JI.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика, т.1. Механика. М.: Наука, 1965.-204 с.
  50. И.В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть I. — Москва: Высшая школа, 1970.
  51. И.В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть II. — Москва: Высшая школа, 1972.
  52. Т.И. Изюмова, В. Т. Свиридов Волноводы, коаксиальные и полоско-вые линии. — Москва: Энергия, 1975.
  53. Ю.Н. Пчельников, В. Т. Свиридов Электроника сверхвысоких частот. — Москва: Радио и связь, 1981.
  54. А. Л. «Аэроионы и жизнь».
  55. Л.И., Деденко Л. Г., Матвеев А. Н. Методика решения задач по электричеству. — М.: Издательство Московского Университета, 1982, с. 168.
  56. М.Э., Койков С. Н. Физика диэлектриков. ленинградский университет, 1979- 240 с.
  57. И. П. Сопротивление среды движению частиц. в кн.: Труды МЭИ, вып. ЛХХ, Москва, 1968- с. 5−40.
  58. И.П. и др. Основы электрогазодинамики дисперстных систем. — М., Энергия, 1974, 480 с.
  59. И.П., Кривов С. А., Морозов С. А. Электрическая сила действующая на частицу на электроде. ж: Известия А. Н. СССР, Энергетика и транспорт, № 5, 1984,-с. 87−94.
  60. А.Х. Исследование процесса разделения семян по плотности воздушным потоком в поле центробежных сил. в кн.: Комплексная механизация и автоматизация с.х. производства Нечерноземной зоны РСФСР. М., 1980. — с. 19−23.
  61. Я.Б., Яглом И. М. Высшая математика для начинающих физиков и техников. М., Наука, 1982, — 510 с.
  62. .К., Урюпин C.F. Дополнительное сортирование семян в щелевом аспирационном канале. Ж. Селекция и семеноводство, 1981, № 11, — с. 38−39.
  63. А.О., Исследование переходного сопротивления зерна- — в кн.: Труды ЧИМЭСХ, вып. 75, Челябинск, с. 174−179.
  64. Л.Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982. -622 с.
  65. Н.Н., Скальская И. П. Сила действующая на проводящий шарик, помещенный в поле плоского конденсатора: Изв. А.Н. СССР // ЖТФ.- 1962: Вып.З. Т.32. -С. 375−378.
  66. Р.З. Потенциалы эллипсоида. М.: Атомиздат, 1976- -144с.
  67. А.Т. Зарядка частиц удлиненной формы на плоском электроде: Изв. А.Н. СССР // Энергетика итранспорт. 1966- - № 1. — С. 156−160:78,Олофинский Н. Ф. Электрический методы обогащения. — М.: Недра, 1967. — 550 с.
  68. Разворотов, Володин Н. П., Ивачев А. С. Экспериментальная установка для очистки зерна от пыли при транспортировке по аэродинамическим- свойствам. в кн.: Труды ВНИИ зерна и продуктов его переработки, вып. 96, 1981, — с. 79−85.
  69. А.С., Кузютина Л. И., Киреева Т. Д. Обоснование выбора решет и скорости воздушного потока при очистке и сортировании семян новых кормовых растений. в кн.: Труды ЛСХИ, т. 309, 1976, — с. 32−36.
  70. С.А., Миттельман Г. С., Романов П. П. Семеноводство зерновых культур на Среднем Урале. Свердловск, 1976. — 94 с.
  71. В.Н., Наумов Е. М., Плюхин П. С. К очистке поверхности семян пшеницы от пыли в электростатическом поле. в кн.: Труды ЧИМЭСХ, вып. 75, Челябинск, 1974. -с. 129−134.
  72. И. Исследование дополнительного сортирования посевного ячменя воздушным потоком. Автор, дис. на соискание уч. степени к.т.н. МИИСП им. Горячкина, М., 1979, — с, 27.
  73. А.А., Никифорова В. М. Курс теоретической механики. -М., Высшая школа, 1984. -343 с.
  74. Г. В. Семеноводство зерновых культур. Пенза, 1962.
  75. Г. В., Гужов Ю. Л. Селекция и семеноводство полевых культур. М., 1987.
  76. Ю.С. Актуальные проблемы современного семеноводства и семеноведения // Пути повышения эффективности с.х. производства: Сб. науч. тр. Челябинск- ЧГАУ, 1998.
  77. Ю.С., Ларионова Л. М. Понятие генетического потенциала сорта и принципы его реализации //Селекция и семеноводство с.х. культур и их маркетинг в современных условиях. Челябинск, 1996.
  78. Ю.С., Ларионова Л. М. Методика оценки урожайных свойств семян зерновых культур и ее краткое обоснование // Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. Челябинск: ЧГАУ, 1998.
  79. Ю.С. Оценка урожайных свойств и урожайного потенциала семян зерновых культур. Челябинск: ЧГАУ, 2000.
  80. С.А. Экологическая разнокачественность семян и особенности специализации семеноводства на Урале//Сел. и сем. 1980. № 1.
  81. Ю.А. Приборы СВЧ. Теория, основы расчета и проектирования электронных приборов: Учебник для вузов по спец. «Электронные приборы». 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1983.-368е.: ил.
  82. М.С. и др. Кинетика сушки капиллярно-пористого тела в электрическом поле / ИФЖ, 1977, № 2, с. 356−3571. НА ИЗОБРЕТЕНИЕ23 513 991ННМЙ ЭЛЕКТР’ли): Федеральное госудв ое учреждение высшего1. ЗатакаЛ’Е 2 007 139 491
  83. Покорите г изобретения 24 о:
  84. Срсас действия патента истекает 24 <
  85. Руководитель Федеральной i шктпветаюстт, патентам иттшШтш «дарАшцвшо
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!