Theoretical analysis of the flow divider of solid mineral fertilizers

Abstract

Основну масу гранульованих мінеральних добрив вносять шляхом їх розсівання по поверхні поля як при основному удобренні грунту, так і при підживленні сільськогосподарських культур. Існуючі машини вітчизняного виробництва не задовольняють агрономічні вимоги за показниками нерівномірності внесення мінеральних добрив. На сучасному етапі відсутні теоретичні залежності, які б адекватно описували: процес подавання добрив нижньою ланкою живильника-конвеєра; рух добрив від живильника до тукоспрямовувача та їх рух уздовж останнього; умови захвату добрив робочими органами; рух добрив від робочого органу до поверхні поля в умовах дії на них вітру і супроводжуючого повітряного струменя. Відомі моделі внесення мінеральних добрив на поверхню поля не узгоджуються з реальним процесом і заперечують стандартній методиці визначення нерівномірності їх внесення на робочій ширині захвату машин. Мета роботи: розробити аналітичну модель, яка функціонально описує процес переміщення мінеральних добрив у направляючому конусі подільника розподільного пристрою залежно від параметрів робочого органу. Наведено теоретичний аналіз процесу руху частинки мінеральних добрив по криволінійній поверхні подільника з урахуванням напрямку дії вітру та опору повітряного середовища. За результатами досліджень розроблено аналітичну та графічну моделі, які характеризують зміну швидкості переміщення мінеральних добрив залежно від початкової вертикальної та горизонтальної координати їх розміщення в направляючому конусі подільника. Встановлено, що за зміни координат у межах 0,1...0,4 м та діаметра добрив від 4 до 6 мм результуюча швидкість руху добрив перебуває в діапазоні 1,0...2,9 м/с. Запропонована теоретична модель дозволяє на аналітичному рівні провести оптимізацію конструктивних параметрів робочих органів машин для внесення твердих мінеральних добрив

The main mass of granular mineral fertilizers is applied by spreading them over the surface of the field, both during the main fertilization of the soil and when feeding agricultural crops. Existing machines of domestic production do not meet agronomic requirements in terms of indicators of uneven application of mineral fertilizers. At the current stage, there are no theoretical dependencies that would adequately describe: the process of feeding fertilizers through the lower link of the feeder-conveyor; the movement of fertilizers from the feeder to the fat diverter and their movement along the latter; the movement of fertilizers from the working body to the surface of the field under wind conditions. Known models of applying mineral fertilizers to the surface of the field do not agree with the real process and contradict the standard method of determining the unevenness of their application on the working width of the machines. The purpose of the work: to develop an analytical model that functionally describes the process of movement of mineral fertilizers in the guide cone of the divider of the distribution device depending on the parameters of the working body. The article provides a theoretical analysis of the movement of a particle of mineral fertilizers along the curved surface of the divider, taking into account the direction of the wind and the resistance of the air environment. According to the research results, an analytical and graphical model was developed that characterizes the change in the speed of movement of mineral fertilizers depending on the initial coordinates of their placement in the guide cone of the divider. It was established that with changes in coordinates within 0.1...0.4 m and the diameter of fertilizers from 4 to 6 mm, the resulting speed of movement of fertilizers is in the range of 1.0...2.9 m/s