1. Проаналізовано існуючі технології підготовки насіння до сівби. Визначено, що відбір із загальної маси тільки біологічно-цінних насінин шляхом сепарації та їх подальша сівба - перспективний метод збільшення врожайності сільськогосподарських культур на 15—25%. Обґрунтовано, що проблема підвищення ефективності аеродинамічної сепарації є актуальною. 2. Встановлено, що найбільш надійними та простими у роботі є сепаратори у повітряних потоках. Обґрунтовано, що існуючі концепції підвищення ефективності аеродинамічної сепарації насіння - збільшення швидкості або розмірів повітряних потоків призводять до великих енерговитрат. Для збільшення гостроти поділу в горизонтальному потоці у 2 рази, потрібно збільшувати потужність вентилятора на 0.1кВт (при збільшенні швидкості потоку), або на 0.453кВт (при збільшенні висоти горизонтального потоку) для поділу двох насінин. 3. Розроблено нову концепцію збільшення ефективності аеродинамічної сепарації насіння, що забезпечує взаємодію з горизонтальним потоком неякісного питомо-легкого насіння технічних фракції більший час, на відміну від якісного питомо-важкого насіння насіннєвої фракції І, що взаємодіє з потоком мінімальний час. Її суть - встановлення величини вертикальної швидкості насіння (при входженні у горизонтальний потік сепаратора) відповідно до власної маси окремих насінин, що забезпечує теоретичне збільшення загальної довжини сліду насіння після аеродинамічної сепарації у 2.8—14.8 разів. 4. Запропоновано вдосконалений технологічний процес аеродинамічної сепарації насіння, що не потребує значного збільшення загальних енерговитрат для досягнення високоефективної сепарації. Розроблено чотири варіанти високоефективних сепараторів насіння сільськогосподарських культур. 5. Запропоновано нову універсальну методику оцінки ефективності процесу сепарації - коефіцієнт передавання енергії. Доведено перевагу розроблених сепараторів над існуючими за коефіцієнтом передавання енергії (Ксеп) у 1.25—4.94 рази. 6. Розроблено алгоритмічні та структурні схеми роботи запропонованих аеродинамічних сепараторів. Створено кінетичну модель сепарації насіння сепараторами з вертикальним каналом та математичну модель руху насінини у зустрічному потоці, що враховує її взаємодію із іншими насінинами, різним за швидкістю повітряним потоком та стінками вертикального каналу. Створені системи рівнянь, що описують взаємозв'язок між імовірністю потрапляння насіння до бічних стінок наелектризованого вертикального каналу та його конструктивно-технологічними параметрами. Розглянуто випадки постачання насіння біля задньої стінки та посередині вертикального каналу запропонованих аеродинамічних сепараторів. 7. Розроблено математичні моделі, методику та алгоритми для IBM PC для визначення раціональних конструктивно-технологічних параметрів запропонованих аеродинамічних сепараторів: — з наелектризованим вертикальним каналом: - швидкості зустрічного повітряного потоку; - довжини, товщини та ширини наелектризованого вертикального каналу; - середньої маси насіння та положення бункерів поділяємих фракцій; — з похилим повітряно-сітчастим робочим органом: - швидкості повітряного потоку на поверхні сітки похилого робочого органу; - довжини, ширини та кута нахилу похилого робочого органу; - ширини постачання насіння живильником на поверхню верхньої частини сітки похилого робочого органу; — з рухомою нескінченою стрічкою похилого робочого органу: - швидкості повітряного потоку на поверхні нескінченої стрічки похилого робочого органу; - довжини та ширини нескінченої стрічки похилого робочого органу. 8. Визначено за допомогою IBM PC основні раціональні конструктивно-технологічні параметри запропонованих аеродинамічних сепараторів. Для сепарування фракції насіння з параметрами mx=0.07г та s=0.005—0.02г швидкість зустрічного потоку становить 3—8.20м/с. Встановлено, що для сепарування насіння різних сільськогосподарських культур з параметрами mx=0.00302—0,07г та s=0.005—0.01г (при продуктивності 400кг/год) необхідні: вертикальна швидкість 3.89—8.19м/с; товщина вертикального каналу 0.029—0.177м та ширина 0.133—0.19м. При цьому у фракції І отримується середня маса 1000 насінин 40.2—79.99г. 9. Визначено, що для кутів нахилу похилого повітряно-сітчастого робочого органу = 28, 35 та 40 раціональна швидкість повітряного потоку на поверхні становить (0.85—1.0)Vпов. При раціональній швидкості і куті нахилу = 40 отримується: - найбільша різниця в часі проходження робочого органу питомо-важким та питомо-легким насінням; - максимальна довжина сліду та найбільш пологе розподілення маси у сліді відсепарованого насіння; - найменше середньоквадратичне відхилення розмірів (ширини, товщини та довжини) насінин в відсепарованому сліді; - найменша кількість маловагомих (з власною масою, меншою за середню) насінин у фракції І; - найбільші середні розміри (ширина, товщина та довжина) насінин у фракції І; - найбільша середня маса питомо-важкого насіння у фракції І; - найменшу кількість насінин у фракції І, які мають аеродинамічно-неправильну (геометричну) форму поверхні. 10. Досліджений процес розподілення швидкості повітряного потоку вздовж ширини робочого органу при мінімальній, середній та максимальній швидкості потоку та встановлено, що конструкція вирівнювача похилого робочого органу сепаратора забезпечує рівномірний повітряний потік на його поверхні. Ширина постачання насіння живильником на поверхню похилого робочого органа повинна становити 75—90% його ширини, для виключення імовірності потрапляння сепаруємих насінин до бічного обмежувача. Раціональна довжина похилого робочого органу становить 0.75—0.9м. Раціональна продуктивність сепаратора із похилим повітряно-сітчастим робочим органом збільшується зі збільшенням кута нахилу від 28 до 40, за рахунок збільшення швидкості ковзання насіння. Раціональна продуктивність сепарації соняшнику складає 120—200кг/год, гречки 65—90 кг/год та цукрових буряків 45—65 кг/год. Досліджено раціональну продуктивність сепаратора з статичним вертикальним каналом, яка становить по соняшнику S-гибріді 320—360 кг/год, соняшнику сортів популяцій 350—400кг/год, гречці 125—150кг/год та цукровому буряку 95—130кг/год. 11. Доведено, що запропоновані аеродинамічні сепаратори за чіткістю відбору питомо-важкого насіння в фракцію І (за величиною середньоквадратичного відхилення маси насіння, при 10-кратних сепаруваннях у фракції І), в 1.9—4.7 рази кращі, ніж існуючі. Порівняно теоретичну та експериментальну якість роботи сепараторів, похибка становить 4.86%—34.2%. 12. Встановлено, що використання запропонованих аеродинамічних сепараторів, за рахунок кращої підготовки насіннєвого матеріалу в умовах насіннєвого пункту дозволяє отримати щорічно 7471.475—16456.957 тис.грн. Використання запропонованих сепараторів в умовах господарства з площею посіву соняшнику 1000га дозволяє отримати чистий дохід 47.119—104.219 тис.грн, а за 5 років - 235.599—521.096 тис.грн. Обґрунтовано, що при підготовці до сівби 1кг насіння, розроблені аеродинамічні сепаратори витрачають, у порівнянні з існуючими, на 9.9289—21.9537мДж енергії менше (в умовах насіннєвого пункту), та 9.8605—21.815мДж запропонованими сепараторами. Подана технічна документація та розпочата підготовка до серійного виробництва в ВАТ "Бердянські жниварки" (м. Бердянськ) та ТОВ НВФ "Дозатор" (смт. Слав'яносербськ) для виробництва серії з 10 штук. | 