Математическое моделирование скорости отрыва гранул гидрогеля от ребра дозирующей катушки высевающего аппарата пневматической сеялки - Рыжий, Сергей Владимирович (Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2025)
Движение гранулированных материалов с изменяемыми физико-механическими свойствами (в частности, гидрогеля, чьи характеристики сильно зависят от влажности) по сложной траектории на катушке и в момент отрыва представляет значительную сложность для теоретического описания и расчета. Определение скорости гранулы в момент отрыва от ребра катушки (Vабс) является ключевым параметром для расчета ее дальнейшей траектории в тукопроводе и предсказания точки падения в сошнике. Целью исследования является разработка математической модели и определение абсолютной скорости (Vабс) гранулы гидрогеля в момент ее отрыва от ребра дозирующей катушки высевающего аппарата пневматической сеялки, а также изучение зависимости этой скорости от угловой скорости вращения дозирующей катушки (ω) и абсолютной влажности гидрогеля (Wa). Представлено математическое моделирование динамики движения гранулы гидрогеля на участке отрыва от ребра дозирующей катушки высевающего аппарата пневматической сеялки. Разработанная физико-математическая модель учитывает движение гранулы под действием сил тяжести, центробежной силы, силы трения, силы сопротивления воздушному потоку и кориолисовой силы инерции. На основе решения системы дифференциальных уравнений получены аналитические выражения для определения времени движения гранулы по ребру катушки (τ) и ее относительной скорости (Vотн). Установлена зависимость абсолютной скорости отрыва (Vабс) от ключевых параметров: угловой скорости вращения катушки (ω), длины ее ребра (l), коэффициента трения (f), абсолютной влажности гидрогеля (Wa) и скорости воздушного потока (Vв). Результаты расчетов, выполненные в среде Mathcad, визуализированы в виде графических зависимостей Vабс = F(ω, Wa). Полученные зависимости позволяют прогнозировать скорость подачи гранул в тукопровод и оптимизировать параметры работы дозирующего узла сеялки для гранул гидрогеля с целью повышения равномерности высева.