Математическое моделирование скорости отрыва гранул гидрогеля от ребра дозирующей катушки высевающего аппарата пневматической сеялки

Авторы

  • Сергей Владимирович Рыжий Луганский государственный аграрный университет имени К.Е. Ворошилова

DOI:

https://doi.org/10.53083/1996-4277-2025-252-10-87-94

Ключевые слова:

гидрогель, гранула, дозирующая катушка, высевающий аппарат, отрыв гранулы, абсолютная скорость, математическое моделирование, центробежная сила, кориолисова сила, влажность гидрогеля

Аннотация

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.

Биография автора

Сергей Владимирович Рыжий, Луганский государственный аграрный университет имени К.Е. Ворошилова

ст. преподаватель

Загрузки

Опубликован

29.10.2025

Как цитировать

1. Рыжий С. В. Математическое моделирование скорости отрыва гранул гидрогеля от ребра дозирующей катушки высевающего аппарата пневматической сеялки // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2025. № 10 (252). С. 87–94.

Выпуск

Раздел

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ