Теоретическое исследование рабочего органа тукосмесительной установки центробежного типа

Актуальность. Использование удобрений в агропромышленном комплексе является важным средством для обеспечения устойчивого развития, продовольственной и экологической безопасности. Научное применение различных типов удобрений позволяет сократить негативное воздействие на природные экосистемы, а также оптимизировать использование ресурсов и учитывать индивидуальные потребности каждого растения. Благодаря сбалансированному составу и биологической модификации хелатными комплексами тукосмеси обладают повышенной биологической эффективностью и стимулируют рост растений. При этом существует актуальная задача получения смесей, которые имеют высокую степень однородности, в связи с чем требования к тукосмесительному оборудованию очень высоки, так как конструктивно-кинематические параметры являются наиболее важными факторами, влияющими на стабильность технологического процесса смешивания и равномерность конечной смеси.

Методы. На основе проведенного анализа существующих тукосмесительных установок авторами была предложена концепция тукосмесительной установки центробежного типа с рабочим органом в виде конусной поверхности. В ходе исследований были изучены процессы, происходящие во время работы рабочего органа предлагаемого центробежного смесителя с использованием методов математического анализа, графического и математического моделирования.

Результаты. В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на изменение абсолютной скорости гранул оказывает окружная скорость гранул, которая в значительной степени определяется частотой вращения и параметрами конической поверхности. В свою очередь, установлено, что с течением времени угол между направлением абсолютной скорости гранул удобрений и образующей конической поверхности стремится к направлению окружной скорости, при этом с ростом частоты вращения данный показатель изменяется более быстро.

1. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования. Агрохимия. 2020; (6): 3–13. https://doi.org/10.31857/S0002188120060125

2. Митрофанов С.В., Орлова Н.В., Благов Д.А., Панферов Н.С., Тетерин В.С. Анализ тенденций развития тукосмесительного оборудования. Аграрная наука. 2023; (6): 98–110. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-371-6-98-110

3. Дорохов А.С., Новиков Н.Н., Митрофанов С.В. Интеллектуальная технология формирования системы удобрения. Техника и оборудование для села. 2020; (7): 2–5. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-7-2-5

4. Рычков В.А., Катаев А.А., Смагин А.В. Приготовление тукосмесей в условиях хозяйств. Техника в сельском хозяйстве. 2010; (1): 37–38. https://www.elibrary.ru/nordur

5. Личман Г.И., Марченко Н.М., Елизаров В.П., Марченко А.Н. Обоснование параметров машинной технологии приготовления органо-бактериальных удобрений. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016; (1): 43–48. https://elibrary.ru/vkzgyx

6. Longlong R., Zhang H., Zhang S., Fan G., Li Y., Song Y. Experimental research on efficient irrigation system with mixed fertilizer in integration of water and fertilizer. Journal of Physics: Conference Series. 2020; 1550(4): 042004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1550/4/042004

7. Nogalska A., Czapla J., Skwierawska M. The effect of multi-component fertilizers on spring triticale yield, the content and uptake of macronutrients. Journal of Elementology. 2012; 17(1): 95–104.

8. Белоусов И.Е., Кремзин Н.М. Эффективность применения полиэлементных тукосмесей в рисоводстве. Достижения науки и техники АПК. 2016; 30(8): 40–41. https://www.elibrary.ru/wjztnl

9. Гайбарян М.А., Сидоркин В.И., Гапеева Н.Н. Оптимизация структурного построения технологического процесса тукосмешения и биомодификации твердых минеральных удобрений. Техника и оборудование для села. 2021; (10): 17–22. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-10-17-22

10. Францкевич В.С., Высоцкая Н.А., Дворник А.П. Гранулирование сложносмешанных удобрений в барабанном грануляторе-сушилке. Механика. Исследования и инновации. 2021; (14): 226–233. https://www.elibrary.ru/mnwokm

11. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Жаворонков Н.М. Системный анализ процессов химической технологии: основы стратегии. Монография. 2-е изд. М.: Юрайт. 2018; 499. ISBN 978-5-534-06991-4 https://www.elibrary.ru/zcyhsc

12. Туркин В.Н., Комягин А.С. Оптимизация применения минеральных и билогизированных удобрений с использованием тукосмесительных машин нового поколения. Принципы и технологии экологизации производства в сельском, лесном и рыбном хозяйстве. Материалы 68-й Международной научно-практической конференции, посвященной Году экологии в России. Рязань: Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева. 2017; 2: 350‒354. https://elibrary.ru/zgdrwl

13. Панферов Н.С., Тетерин В.С., Пехнов С.А., Сухоруков Д.Г. Разработка лабораторного стенда для исследования рабочих органов распределителей удобрений центробежного типа. Техника и оборудование для села. 2020; (7): 26‒29. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-7-26-29

14. Панферов Н.С., Тетерин В.С., Митрофанов С.В., Благов Д.А., Пехнов С.А., Сухоруков Д.Г. Тенденции развития машин с центробежными рабочими органами для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений. Техника и оборудование для села. 2021; (12): 18‒24. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-12-18-24

15. Павлов В.С., Смирнов А.Г., Гордеев А.А. Коррозионная стойкость конструкционных материалов в контакте с комплексными удобрениями. Научно-образовательные и прикладные аспекты производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Сборник материалов V Международной научно-практической конференции. Чебоксары: Чувашский государственный аграрный университет. 2021; 619–624. https://www.elibrary.ru/uaoufl

16. Mitrofanov S.V., Novikov N.N. Efficiency of using stimulating preparations in pre-treatment of spring barley seeds. Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2020; 26(5): 958–965.

17. Новиков Н.Н., Рычков В.А., Тихонова О.В., Ариткин А.Г. О приготовлении модифицированных минеральных удобрений в условиях сельскохозяйственных предприятий. Проблемы механизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства. 2016; (10): 185–192. https://www.elibrary.ru/zfcllz

18. Коняев Е.Р., Костин Я.В., Акулина И.А. Научные основы получения и применения биомодифицированных минеральных удобрений. Теоретический и практический потенциал в АПК, лесном хозяйстве и сфере гостеприимства. Материалы Национальной научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Рязань: Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева. 2021; 69–72. https://www.elibrary.ru/myuuic