Схема сил, действующих на элементарный слой зерна при его относительном движении внутри зернового тела. Графический способ определения параметров относительного движения зерна на плоских решетах, страница 5

На рисунке 3. приведен анализ работы двух решет с параметрами (а=10°, =5°) и (а=3°, =5°). Построения выполнены для пшеницы (=0,75 г/см³, =33°, Н₂=3 см, Н₁=l,5 см, =0,2,f₀=0,65) с учетом масштаба перемещения и ускорения.

Величина массы при определении сил связи и инерции принята за единицу. Энергия инерционного сдвигового течения зерновой среды определяется для зернового столба сечением 1 см² и высотой, принятой при планировании площадки сдвига.

Нижний слой зерна, в отличие от других внутренних слоев, имеет две силы связи: одна переменная F_H и F_e с предпоследним вышележащим слоем, а другая - связывающая нижний слой с поверхностью решета F_крн при движении зерна под уклон и F_крв - вверх. F_кр - критическая сила связи зерна с решетом, определяется величиной коэффициента внешнего трения f₁. Решето работоспособно, если f_пр <f_1. Как видно из графика (рис.3), чем выше интервал между f_пр <f_кр тем шире рабочий диапазон оптимальных кинематических режимов решета. Предельное ускорение решета можно определить из условия

F_крв = (т w²R)_Kpum.

Максимальные ускорения решета задаются вертикальными линиями (1-1, 2-2, 3-3, 4-4), которые проводятся соответственно на одинаковом расстоянии от линии 0-0 в левом и правом интервалах.

Зададим максимальное ускорение решету w²R (1-1) и проанализируем процесс движения зерна по поверхности решета под уклон.

В точке а^, ускорение решета возросло до такой величины, при которой силы инерции верхнего слоя превзошли силы его связи с нижележащим слоем. Верхний зерновой слой у решета (=10°) начал отставать раньше, чем у решета (=3⁰) (точка а^,,). Самый нижний зерновой слой начинает сдвиговое течение соответственно в точках в' и в".

Отметим, что внутренне сдвиговое течение всех слоев прекращается одновременно, если нижний слой начинает проскальзывать относительно поверхности решета. Наступает момент «буксования» при передаче энергии от ведущей (решето) к ведомой (зерно) системе. Следовательно, окончание сдвигового течения внутренних слоев зерна при Н₂ и (а=10°, =5°) закончится на линии в'-с", а для решета (=3°, =5°) на линии 1 '-1'.

С этого момента зерно как целое тело отстает от поверхности решета, двигаясь в одном с ним направлении до линии (1 '-1'), затем навстречу решету до линии (в'-с"), где одновременно во всех слоях начинается снова внутреннее сдвиговое течение зерна, которое заканчивается при достижении слоем своей точки на линии (а'-в').

Чем ближе элементарный слой зерна к поверхности, тем он имеет больший путь внутреннего относительного перемещения.

Для решета с параметрами (а=3°, /3=5°) относительный внутренний сдвиг прекратится при большей величине ускорения решета, равной

w²R(l-1). В этом случае зерновое тело раскачивается относительно точки в" без перемещения относительно решета. При толщине слоя Н₂ и (а=3°, =5°) при движении зерна вниз по решету внутренняя удельная энергия сдвигового инерционного      течения      определится      площадью      треугольника

    ;

Для толщины зерна Н₁ сдвиг заканчивается при а=10°, а=3° соответственно на линиях с'-с' и с "-с", затем зерно как твердое тело перемещается относительно решета при а=10° на расстояниеL₁= 2(с'-1^/), при а=3° на расстояние L₂ = 2(с"-1^/). В точках с' и с" нижний слой останавливается, одновременно начинается сдвиг в обратную сторону, начиная с линии с "-с" (при а=3°) и с'-с' (при =10°) до наклонных линий соответственно с "-а" и с'-а'.

Удельная энергия внутреннего сдвигового течения при Н₁=1.5 см в левом интервале определится по формулам

             при а=3°

           при а=10°

Удельная энергия,расходуемая на трение зерна о поверхность решета при относительном перемещении, равна

              при а=3°

            при а=3°