Пятница, 09.12.2016, 14:29
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

ОПТИМИЗАЦИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА ПРОРАЩЕННЫХ СЕМЯН БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР

А.Н.Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.Т.Русяева, кандидат технических наук, доцент

ОПТИМИЗАЦИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА ПРОРАЩЕННЫХ СЕМЯН БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР

Приведены результаты исследований и отсеивающих экспериментов, на основе которых определены оптимальные показатели работы сошника с пневматическим семяпроводом для посева проращенных семян бахчевых культур.

Ключевые слова: проращенные семена, пневматический сошник, критерии оптимизации, многофакторный эксперимент.

 

Основная задача бахчеводов Волгоградской области - получение ранних качественных урожаев бахчевых культур, способных конкурировать с импортной продукцией дальнего и ближнего зарубежья.

По нашему мнению, наиболее эффективным приемом, обеспечивающим появление ранних и дружных всходов, а также получение ранних урожаев, является посев замоченными или проращенными семенами.

Нами предлагается осуществлять посев проращенных семян сошником с пневматическим семяпроводом, разработанным в лаборатории кафедры «Процессы и машины в агропромышленном комплексе» Волгоградского ГАУ [4, 5].
 

Рисунок 1 - Общий вид стенда для определения параметров работы сошника с пневматическим семяпроводом

Рисунок 2 - Схема стенда для определения параметров работы сошника с пневматическим семяпроводом: 1 - сошник; 2 - семяпровод; 3 - уловитель; 4 - нагнетательная трубка; 5 - эжектор; 6 - высевающий аппарат; 7 - основание

Дальнейшие лабораторные исследования были направлены на определение оптимальных значений конструктивных параметров сошника с пневматическим семяпроводом для посева проращенных семян бахчевых культур [1, 2].

Оптимальные параметры пневматического сошника определялись с использованием планирования эксперимента. Получение оптимальных значений возможно с помощью регрессионной математической модели второго порядка, которая является уравнением, связывающим параметр оптимизации с изучаемыми факторами.

На основании анализа литературных данных, отсеивающих экспериментов и теоретических исследований процесса улавливания проращенных семян семяпроводом и облома ростков (потери), определены основные управляемые факторы: диаметр семяпровода х1 (dc, мм), приведенный радиус уловителя Х2 (RnpuB, мм) и разряжение воздуха при захвате семени х3 (H, кПа).

Критерием оптимизации в процессе проведения опыта, по которому оценивался процесс, являются потери, то есть процент пропущенных семян и поврежденных ростков (табл. 1).


Рисунок 3 - Модель процесса улавливания проращенных семян и повреждения ростков (потери) экспериментальным сошником с пневматическим семяпроводом

Для построения математической модели процесса улавливания проращенных семян семяпроводом и облома ростков реализован оптимальный план Рехтшафнера для трехфакторного эксперимента.

На основании экспериментальных данных по предложенной программе рассчитаны коэффициенты регрессии, значимость которых оценивалась по критерию Стью- дента [2, 3].
 
Таблица 1 - Уровни и интервалы варьирования факторами

В результате расчетов получено уравнение регрессии в кодированном виде для семян арбуза сортов Холодок и Кримсон Суит по потерям семян:
П = 2,05 + 0,33х1 - 0,52х2 - 0,35х3 + 0,01х1х2 - 0,03х1х3 - 0,02х2х3 +
+ 2,51х12 + 2,05x2 + 3,35х32    (1)
Адекватность полученных математических моделей проверялась по критерию Фишера [2, 3]:
  (2)
где дисперсия ошибки опыта:
  (3)
дисперсия неадекватности модели:
  (4)
где уi, - случайная величина, рассчитанная по математической зависимости; уi, - среднеарифметическое значение случайной величины; yiq - значение i-ой величины в q-ом опыте; n - число повторностей опыта; N - число строк матрицы; k - число факторов.


После решения системы уравнения получили значения факторов, оптимизирующих величину критерия оптимизации, они представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Оптимальные значения факторов

Примечание: значения в числителе - в кодированном виде, в знаменателе - раскодированном.

Поскольку все коэффициенты при квадратных членах имеют одинаковые знаки, то поверхности откликов, описанные уравнением (1), представляют семейство эллипсов с координатами центров поверхностей в оптимальных значениях факторов.
При рассмотрении двумерных сечений поверхности отклика по уравнению (1) относительно факторов диаметр семяпровода (X1), приведенный радиус уловителя (x2) , разряжение воздуха при захвате семени (x3) по основному и дополнительному критериям оптимизации, были решены графически. Координаты центров поверхностей для потерь находятся в точках: х1 = - 0,07; х2 = 0,13; х3 = 0,05. При этом оптимальное значение потерь Попт = 2,0 % .

Результаты решения графическим методом наложения двумерных сечений представлены на рисунках 4, 5, 6.

Рисунок 4 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х2 и х3 на потери х1= - 0,07

Рисунок 5 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х1 и х3 на потери х2= - 0,13

Рисунок 6 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х1 и х2 на потери х3= - 0,05

Таким образом, с помощью двумерных сечений были определены оптимальные значения факторов, наиболее влияющих на процесс улавливания проращенных семян и повреждения ростков, и рекомендованы следующие интервалы: x1 - диаметр семяпровода 20....22 мм, x2 - приведенный радиус уловителя 32.36 мм, x3 - разряжение воздуха при захвате семени 0,6...1,2 кПа. При этом допустимые по техническим условиям потери составят не более 2 %.

Библиографический список

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адлер, Е В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.
2. Мельников, Е.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - Л.: Колос. Ленинградское отделение, 1980. - 168 с.
3. Румшанский, Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст]: справочное руководство / Л.З. Румшанский. - М., 1971. - 192 с.
4. Цепляев, А.Н. Исследование работы модернизированного сошника для высева проращенных семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2009. - №4 (16). - С. 83-88.
5. Цепляев, А.Н. Модернизированный сошник для высева семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева //Сельский механизатор. -2009. - №5. - С. 8.
6. Цепляев, А.Н. Теоретическое определение скорости воздушного потока для подачи проращенных семян в семяпровод [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - №1 (33). - С. 212-216.
 

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 2 (38), 2015

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443x (16.06.2016)
Просмотров: 47 | Теги: сошник | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016