Теоретичне обґрунтування

Практична робота № 1

Тема роботи: Розрахунок місткості силосів

Мета роботи: Засвоїти методику розрахунку силосів різного типу для зберігання зернової сировини.

Теоретичне обґрунтування

Розрахунок місткості силосів проводиться з врахуванням того, що силоси елеваторів будують різноманітної форми (круглі, квадратні, багатогранні і інші).

При заповненні силоса зерном у верхній його частині утворюється конус із зернової маси по куту природнього нахилу, а в нижній частині зерно підтиском вищележачого шару розташовується у відповідності з конфігурацією днища силоса. Кут природнього нахилу для більшості культур у верхній частині силоса при вільному падінні зернової маси приймають рівним град., а в нижній частині – по куту відкоса днища. При вологості зерна до 20 % кут нахилу днища силоса приймають град., а при більшій вологості зерна кут град.

Місткість (т) окремих силосів може бути визначена за формулою:

(1)

де об’ємна маса зерна, т/м³;

площа внутрішнього поперечного перетину силоса, м²;

висота силоса від над силосної плити до випускного отвору, м;

об’єм верхньої частини силоса, що незаповнена зерном, м³;

об’єм забутки в нижній частині силоса, м³.

Місткість розраховують на зберігання зерна пшениці з об’ємною масою рівною 0,75 т/м³. При визначенні місткості для розміщення різноманітних зернових культур виходять з даних таблиці № 1.

Таблиця 1 – Об’ємна маса зерна різноманітних культур (середнє значення)

Місткість силоса можна визначити за наближеною формулою:

(2)

де коефіцієнт використання об’єму.

Площа поперечного перетину проміжних силосів (зірочок) визначається за формулою:

(3)

Коефіцієнт використання об’єму приймають:

для круглих силосів (діамет 6, 7 м.)

м
	0,90
	0,91
	0,92

для квадратних силосів (розміром сторони в плані 3, 4 м)

м
	0,90
	0,92
	0,93
	0,95

Місткість силоса (т) при подачі і випуску зерна по центральній осі може бути визначена як сума місткості верхньої конусної частини (т), середньої циліндричної частини (т) і нижньої (т), тобто

(4)

Місткість верхньої конусної частини силоса буде

(5)

де внутрішній радіус силоса, м;

висота верхньої конусної частини силоса, м.

Висота (м) рівна:

(6)

де кут природнього нахилу зерна при заповненні силоса, град.

Місткість середньої частини силоса визначають, за формулою

(7)

де висота циліндричної частини силоса, м.

Місткість нижньої конусної частини силоса визначають за формулою

(8)

де висота нижньої конусної частини силоса, м.

Висота (м) рівна

(9)

де кут забутки днища; в залежності від вологості та засміченості зерна приймають град для сухого зерна, град для вологого зерна.

Всі приймальні лінії на елеваторах та ХПП мають мінімальний кут нахилу самопливної труби, рівний 45 град.

Таким чином, місткість (т) силоса буде рівна

(10)

(11)

На рисунках 1 та 2 приведені схеми розташування зерна в круглому силосі та силосі-зірочці.

Місткість , що утворюється між круглими силосами (силос-зірочка), обчислюють наступним чином.

Спочатку визначають площу перетину середньої частини зірочки:

м² (12)

Прирівнюючи площу перетину зірочки до площі перетину циліндра, знаходимо еквівалентний діаметр і радіус:

; (13)

(14)

Висота верхньої частини силоса буде рівна нижньої частини середньої частини .

Місткість верхньої (), середньої () і нижньої () частин силоса розраховуємо аналогічно розрахункам, як і для круглого силоса, тобто

; ; . (15)

Місткість (т) силоса-зірочки буде рівною:

(16)

При розрахунку місткості силоса квадратної форми зі сторонами а поступають аналогічно розрахунку силоса-зірочки. Спочатку визначають еквівалентні діаметр і радіус за формулою:

(17)

звідки , .

Висота верхньої частини силоса буде рівною нижньої частини середньої частини .

(18)

В деяких випадках завантаження та вивантаження зерна запроектовані не по центральній вісі. В цьому випадку можна користуватися таблицею та формулами Л.Н. Желоховцева.

Об’єм, незаповнений зерном, буде рівний:

- в верхній частині круглого силоса при град.

; (19)

- квадратного

; (20)

- забутки днища круглого силоса при град.

; (21)

- квадратного

, (22)

де та коефіцієнти,що залежать від розташування завантажувального отвору в плані, та коефіцієнти, що залежать від розташування випускного отвору в плані; внутрішній діаметр силоса; діаметр завантажувального отвору, м; внутрішній розмір сторони силоса квадратної форми; поправка на дійсний розмір випускного отвору круглого силоса:

(А =0,28535d та B =0.0951d) (23)

поправка на дійсний розмір випускного отвору квадратного силоса;

(24)

Значення коефіцієнтів та для круглих силосів наведені в таблиці 2.

Таблиця 2 – Значення коефіцієнтів та

	y/D	(при град)	(при град)
0,00	0,1278	0,1902
0,05	0,1288	0,1917
0,10	0,1315	0,1959
0,15	0,1364	0,2031
0,20	0,1429	0,2125
0,25	0,1512	0,2253
0,30	0,1614	0,2404
0,35	0,1731	0,2579
0,40	0,1864	0,2776
0,45	0,2010	0,2993
0,50	0,2167	0,3229

Примітка: кут нахилу зерна уверху силоса,град:

кут нахилу днища силоса,град.

Значення коефіцієнтів та для квадратних силосів наведені в таблицях 3, 4.

Таблиця 3 – Значення коефіцієнта (при град)

	Z	Значення величини y
0,0-1,0	0,1-0,9	0,2-0,8	0,3-0,7	0,4-0,6	0,5
0,0-1,0	0,373	0,344	0,321	0,303	0,293	0,289
0,1-0,9	0,344	0,313	0,287	0,269	0,258	0,254
0,2-0,8	0,321	0,287	0,260	0,241	0,229	0,225
0,3-0,7	0,303	0,269	0,241	0,220	0,208	0,203
0,4-0,6	0,293	0,258	0,229	0,208	0,195	0,191
0,5	0,289	0,254	0,225	0,203	0,191	0,187

Таблиця 4 – Значення коефіцієнта (при град)

Площа перетину силоса-зірочки знаходять за формулою:

(25)

де товщина приливів по вісі силосів, м;

товщина стінки силоса, м.

Завдання для виконання практичної роботи: Згідно свого варіанту та використовуючи теоретичні обґрунтування, що викладені в даній роботі, необхідно розрахувати місткість силосів, після розрахунку зробити висновок по роботі.

Варіанти завдання для виконання практичної роботи