DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.206-216
Аналіз процесів вібропневмосепарації зернових матеріалів з точки зору завдань керування
Про авторів
Котов Борис Іванович , доктор технічних наук, професор кафедри агроінженерії і системотехніки, Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6369-3025, e-mail: eetsapk@pdatu.edu.ua
Мироненко Валентин Григорович , доктор технічних наук, професор, завідувач відділу агронавігації та автоматизації мобільних процесів, Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1227-2471, e-mail: mironenko1952@ukr.net.
Погорілий Сергій Петрович , заступник директора з наукової роботи, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу мобільної енергетики, Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9701-2678, e-mail: pogorilyy_sergiy@ukr.net
Грищенко Володимир Олександрович , кандидат технічних наук, старший викладач кафедри автоматики та робототехнічних систем ім. акад. І.І. Мартиненка, Національний університет біоресурсів і природокористування України, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7789-3650, e-mail: vlgr@nubip.edu.ua
Панцир Юрій Іванович , кандидат технічних наук, доцент, декан інженерно-технічного факультету, Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2969-1936, e-mail: panziryuriy@gmail.com.
Анотація
У статті розглянуто шляхи підвищення ефективності процесу повітряно-решітної вібропневмосепарації зернових матеріалів шляхом використання пульсуючого повітряного потоку. Встановлено, що псевдозрідження зернового шару під дією коливань і повітряного тиску надає йому властивості в’язкої рідини, що дозволяє інтенсифікувати розшарування зернової маси за розміром, густиною та масою частинок. На основі теоретичних досліджень сформульовано аналітичні та напівемпіричні залежності, які описують взаємозв’язок швидкості занурення частинок із кінематичними та аеродинамічними параметрами процесу. Доведено доцільність застосування двоконтурної автоматизованої системи керування, яка забезпечує гнучке регулювання частоти коливань і параметрів подачі повітря.
Ключові слова
математичне моделювання, віброзріджений шар, алгоритм, зерно, напівемпіричні залежності
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Salo, V. M., et al. (2014). Development of a new design of a pneumatic-sieve grain cleaning machine. Vol. 1. Substantiation of the parameters of the conveyor-separator: Monograph. Kirovohrad: Lysenko V. F. [in Ukrainian].
2. Kotov, B. I., et al. (2017). Modeling of technological processes in typical objects of post-harvest processing and storage of grain (cleaning, separation, drying, active ventilation, cooling). Nizhyn: Lysenko M. M. Publishing [in Ukrainian].
3. Kotov, B., & Stepanenko, S. (2023). Fundamentals of the theory and technology of air separation of grain materials. Kyiv: CP Komprint [in Ukrainian].
4. Stepanenko, S. P., et al. (2023). Mathematical modeling of the process of grain material movement on the surface of a non-failing sieve of a vibropneumo-impulse separator. Vibrations in Engineering and Technology, 3(110), 22–34. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3 [in Ukrainian].
5. Kotov, B. I. (2005). Vibropneumatic separation of seed mixtures. Bulletin of Agricultural Science, (5), 55–58 [in Ukrainian].
6. Petrenko, N. N., Marchenko, I. V., & Marchenko, K. N. (2002). On the possibility of using a pulsating air flow for air- sieve cleaning of grain heap. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, 117–121 [in Ukrainian].
7. Petrenko, N. N., Marchenko, I. V., & Marchenko, K. N. (2003). Analysis of the grain separation process on a sieve in a pulsating air flow environment. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (33), 141–149 [in Ukrainian].
8. Kotov, B. I. (2003). Identification of parameters of a bulk medium in a vibrofluidized state based on experimental data. Collection of Scientific Papers of the National Agrarian University, 161–163 [in Ukrainian].
9. Bohatyriov, D. V. (2005). Substantiation of parameters of a pneumo-impulse machine for seed separation by density (Candidate’s thesis). Kirovohrad [in Ukrainian].
10. Petrenko, M. M., & Bohatyriov, D. V. (2002). Theoretical studies of pneumo-impulse separation by density. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (32), 140–146 [in Ukrainian].
11. Stepanenko, S. P. (2008). Improving the efficiency of vibropneumatic grain separators (Extended abstract of candidate’s thesis). Hlevakha [in Ukrainian].
12. Stepanenko, S. P., Kotov, B. I., & Popadiuk, I. S. (2021). Study of the process of pneumatic-vibrational grain separation by density during one-dimensional movement of the grain flow. Mechanization and Electrification of Agriculture, (14), 77–87. https://doi.org/10.37204/0131-2189-2021-14-8 [in Ukrainian].
13. Bredykhin, V. V. (2023). Scientific foundations of vibropneumatic processes of seed material separation by seed density (Doctoral thesis). Kropyvnytskyi [in Ukrainian].
14. Stepanenko, S. P., & Volyk, D. A. (2023). Mathematical modeling and experimental studies of the process of vibropneumo-impulse seed separation by density. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (53), 138–148. https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148 [in Ukrainian].
15. Volyk, D., Popadiuk, I., & Stepanenko, S. (2023). Analysis of designs and prospects for the development of technical means for seed separation by density. Mechanics and Automation of Agro-Industrial Production, 2(116), 100–110. https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11 [in Ukrainian].
16. Kotov, B. I., & Stepanenko, S. P. (2004). Mechanical-mathematical model of solid particle movement in a vibrofluidized grain layer. Engineering in Agricultural Production, Mechanical Engineering, Automation, (15), 433–437 [in Ukrainian].
17. Kotov, B. I., & Stepanenko, S. P. (2016). Study of the influence of a pulsating air flow on movement in a vibrofluidized layer of grain-straw heap. Mechanization and Automation of Agriculture, 4(103), 38–46 [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Розробка нової конструкції пневморешітної зерноочисної машини. Т. 1. Обґрунтування параметрів транспортера-сепаратора : монографія / В. М. Сало та ін. Кіровоград : Лисенко В. Ф., 2014. 108 с.
2. Моделювання технологічних процесів в типових об’єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (очищення, сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження) / Б. І. Котов та ін. Ніжин : Вид-во Лисенко М. М., 2017. 552 с.
3. Котов Б., Степаненко С. Основи теорії та технології повітряної сепарації зернових матеріалів. Київ : ЦП Компринт, 2023. 427 с.
4. Математичне моделювання процесу переміщення зернового матеріалу на поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора / С. П. Степаненко та ін. Вібрації в техніці та технологіях. 2023. № 3 (110). С. 22–34. DOI: https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3
5. Котов Б. І. Вібропневматичне розділення насіннєвих сумішей. Вісник аграрної науки. 2005. № 5. С. 55–58.
6. Петренко Н. Н., Марченко И. В., Марченко К. Н. О возможности использования пульсирующего воздушного потока для воздушно-решетной очистки зернового вороха. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2002. С. 117–121.
7. Петренко Н. Н., Марченко И. В., Марченко К. Н. Анализ процеса сепарации зерна на решете в среде пульсирующего воздушного потока. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2003. Вип. 33. С. 141–149.
8. Котов Б. І. Ідентифікація параметрів сипкого середовища у віброзрідженому стані за експериментальними даними. Збірник наукових праць Національного аграрного університету. Київ, 2003. С. 161–163.
9. Богатирьов Д. В. Обґрунтування параметрів пневмоімпульсної машини для сепарації насіння за густиною : дис. … канд. техн. наук. Кіровоград, 2005. 170 с.
10. Петренко М. М., Богатирьов Д. В. Теоретичні дослідження пневмоімпульсної сепарації за густиною. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2002. Вип. 32. С. 140–146.
11. Степаненко С. П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна : автореф. дис. … канд. техн. наук. Глеваха, 2008. 20 с.
12. Степаненко С. П., Котов Б. І., Попадюк І. С. Дослідження процесу пневмовібраційного поділу зерна за густиною під час одномірного переміщення зернового потоку. Механізація та електрифікація сільського господарства. 2021. № 14. С. 77–87. DOI: https://doi.org/10.37204/0131-2189-2021-14-8
13. Бредихін В. В. Наукові основи процесів вібропневматичного розділення насіннєвих матеріалів за густиною насіння : дис. … д-ра техн. наук. Кропивницький, 2023. 50 с.
14. Степаненко С. П., Волик Д. А. Математичне моделювання та результати експериментальних досліджень процесу вібропневмоімпульсного поділу насіння за густиною. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2023. Вип. 53. С. 138–148. DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148
15. Волик Д., Попадюк І., Степаненко С. Аналіз конструкцій та перспективи розвитку технічних засобів для розділення насіння за густиною. Механіка та автоматика агропромислового виробництва. 2023. Т. 2, № 116. С. 100–110. DOI: https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11
16. Котов Б. І., Степаненко С. П. Механіко-математична модель руху твердої частинки у віброзрідженому шарі зерна. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2004. № 15. С. 433–437.
17. Котов Б. І., Степаненко С. П. Дослідження впливу пульсуючого повітряного потоку на переміщення у віброзрідженому шарі зерносоломистого вороху. Механізація та автоматизація сільського господарства. 2016. Т. 4, № 103. С. 38–46.
Copyright (c) 2025 Б. І. Котов, В. Г. Мироненко, С. П. Погорілий, В. О. Грищенко, Ю. І. Панцир
Аналіз процесів вібропневмосепарації зернових матеріалів з точки зору завдань керування
Про авторів
Котов Борис Іванович , доктор технічних наук, професор кафедри агроінженерії і системотехніки, Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6369-3025, e-mail: eetsapk@pdatu.edu.ua
Мироненко Валентин Григорович , доктор технічних наук, професор, завідувач відділу агронавігації та автоматизації мобільних процесів, Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1227-2471, e-mail: mironenko1952@ukr.net.
Погорілий Сергій Петрович , заступник директора з наукової роботи, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу мобільної енергетики, Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9701-2678, e-mail: pogorilyy_sergiy@ukr.net
Грищенко Володимир Олександрович , кандидат технічних наук, старший викладач кафедри автоматики та робототехнічних систем ім. акад. І.І. Мартиненка, Національний університет біоресурсів і природокористування України, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7789-3650, e-mail: vlgr@nubip.edu.ua
Панцир Юрій Іванович , кандидат технічних наук, доцент, декан інженерно-технічного факультету, Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2969-1936, e-mail: panziryuriy@gmail.com.
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Salo, V. M., et al. (2014). Development of a new design of a pneumatic-sieve grain cleaning machine. Vol. 1. Substantiation of the parameters of the conveyor-separator: Monograph. Kirovohrad: Lysenko V. F. [in Ukrainian].
2. Kotov, B. I., et al. (2017). Modeling of technological processes in typical objects of post-harvest processing and storage of grain (cleaning, separation, drying, active ventilation, cooling). Nizhyn: Lysenko M. M. Publishing [in Ukrainian].
3. Kotov, B., & Stepanenko, S. (2023). Fundamentals of the theory and technology of air separation of grain materials. Kyiv: CP Komprint [in Ukrainian].
4. Stepanenko, S. P., et al. (2023). Mathematical modeling of the process of grain material movement on the surface of a non-failing sieve of a vibropneumo-impulse separator. Vibrations in Engineering and Technology, 3(110), 22–34. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3 [in Ukrainian].
5. Kotov, B. I. (2005). Vibropneumatic separation of seed mixtures. Bulletin of Agricultural Science, (5), 55–58 [in Ukrainian].
6. Petrenko, N. N., Marchenko, I. V., & Marchenko, K. N. (2002). On the possibility of using a pulsating air flow for air- sieve cleaning of grain heap. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, 117–121 [in Ukrainian].
7. Petrenko, N. N., Marchenko, I. V., & Marchenko, K. N. (2003). Analysis of the grain separation process on a sieve in a pulsating air flow environment. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (33), 141–149 [in Ukrainian].
8. Kotov, B. I. (2003). Identification of parameters of a bulk medium in a vibrofluidized state based on experimental data. Collection of Scientific Papers of the National Agrarian University, 161–163 [in Ukrainian].
9. Bohatyriov, D. V. (2005). Substantiation of parameters of a pneumo-impulse machine for seed separation by density (Candidate’s thesis). Kirovohrad [in Ukrainian].
10. Petrenko, M. M., & Bohatyriov, D. V. (2002). Theoretical studies of pneumo-impulse separation by density. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (32), 140–146 [in Ukrainian].
11. Stepanenko, S. P. (2008). Improving the efficiency of vibropneumatic grain separators (Extended abstract of candidate’s thesis). Hlevakha [in Ukrainian].
12. Stepanenko, S. P., Kotov, B. I., & Popadiuk, I. S. (2021). Study of the process of pneumatic-vibrational grain separation by density during one-dimensional movement of the grain flow. Mechanization and Electrification of Agriculture, (14), 77–87. https://doi.org/10.37204/0131-2189-2021-14-8 [in Ukrainian].
13. Bredykhin, V. V. (2023). Scientific foundations of vibropneumatic processes of seed material separation by seed density (Doctoral thesis). Kropyvnytskyi [in Ukrainian].
14. Stepanenko, S. P., & Volyk, D. A. (2023). Mathematical modeling and experimental studies of the process of vibropneumo-impulse seed separation by density. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, (53), 138–148. https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148 [in Ukrainian].
15. Volyk, D., Popadiuk, I., & Stepanenko, S. (2023). Analysis of designs and prospects for the development of technical means for seed separation by density. Mechanics and Automation of Agro-Industrial Production, 2(116), 100–110. https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11 [in Ukrainian].
16. Kotov, B. I., & Stepanenko, S. P. (2004). Mechanical-mathematical model of solid particle movement in a vibrofluidized grain layer. Engineering in Agricultural Production, Mechanical Engineering, Automation, (15), 433–437 [in Ukrainian].
17. Kotov, B. I., & Stepanenko, S. P. (2016). Study of the influence of a pulsating air flow on movement in a vibrofluidized layer of grain-straw heap. Mechanization and Automation of Agriculture, 4(103), 38–46 [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Розробка нової конструкції пневморешітної зерноочисної машини. Т. 1. Обґрунтування параметрів транспортера-сепаратора : монографія / В. М. Сало та ін. Кіровоград : Лисенко В. Ф., 2014. 108 с.
2. Моделювання технологічних процесів в типових об’єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (очищення, сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження) / Б. І. Котов та ін. Ніжин : Вид-во Лисенко М. М., 2017. 552 с.
3. Котов Б., Степаненко С. Основи теорії та технології повітряної сепарації зернових матеріалів. Київ : ЦП Компринт, 2023. 427 с.
4. Математичне моделювання процесу переміщення зернового матеріалу на поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора / С. П. Степаненко та ін. Вібрації в техніці та технологіях. 2023. № 3 (110). С. 22–34. DOI: https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3
5. Котов Б. І. Вібропневматичне розділення насіннєвих сумішей. Вісник аграрної науки. 2005. № 5. С. 55–58.
6. Петренко Н. Н., Марченко И. В., Марченко К. Н. О возможности использования пульсирующего воздушного потока для воздушно-решетной очистки зернового вороха. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2002. С. 117–121.
7. Петренко Н. Н., Марченко И. В., Марченко К. Н. Анализ процеса сепарации зерна на решете в среде пульсирующего воздушного потока. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2003. Вип. 33. С. 141–149.
8. Котов Б. І. Ідентифікація параметрів сипкого середовища у віброзрідженому стані за експериментальними даними. Збірник наукових праць Національного аграрного університету. Київ, 2003. С. 161–163.
9. Богатирьов Д. В. Обґрунтування параметрів пневмоімпульсної машини для сепарації насіння за густиною : дис. … канд. техн. наук. Кіровоград, 2005. 170 с.
10. Петренко М. М., Богатирьов Д. В. Теоретичні дослідження пневмоімпульсної сепарації за густиною. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2002. Вип. 32. С. 140–146.
11. Степаненко С. П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна : автореф. дис. … канд. техн. наук. Глеваха, 2008. 20 с.
12. Степаненко С. П., Котов Б. І., Попадюк І. С. Дослідження процесу пневмовібраційного поділу зерна за густиною під час одномірного переміщення зернового потоку. Механізація та електрифікація сільського господарства. 2021. № 14. С. 77–87. DOI: https://doi.org/10.37204/0131-2189-2021-14-8
13. Бредихін В. В. Наукові основи процесів вібропневматичного розділення насіннєвих матеріалів за густиною насіння : дис. … д-ра техн. наук. Кропивницький, 2023. 50 с.
14. Степаненко С. П., Волик Д. А. Математичне моделювання та результати експериментальних досліджень процесу вібропневмоімпульсного поділу насіння за густиною. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2023. Вип. 53. С. 138–148. DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148
15. Волик Д., Попадюк І., Степаненко С. Аналіз конструкцій та перспективи розвитку технічних засобів для розділення насіння за густиною. Механіка та автоматика агропромислового виробництва. 2023. Т. 2, № 116. С. 100–110. DOI: https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11
16. Котов Б. І., Степаненко С. П. Механіко-математична модель руху твердої частинки у віброзрідженому шарі зерна. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2004. № 15. С. 433–437.
17. Котов Б. І., Степаненко С. П. Дослідження впливу пульсуючого повітряного потоку на переміщення у віброзрідженому шарі зерносоломистого вороху. Механізація та автоматизація сільського господарства. 2016. Т. 4, № 103. С. 38–46.
Copyright (c) 2025 Б. І. Котов, В. Г. Мироненко, С. П. Погорілий, В. О. Грищенко, Ю. І. Панцир