Metodyczne aspekty pomiaru właściwości aerodynamicznych cząstek stałych pochodzenia roślinnego

• Autorzy: Fraczek J. , Regula T.

Warianty tytułu

EN

Methodological aspects of measuring the aerodynamic properties of particles of plant materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas projektowania wielu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w rolnictwie i przemyśle rolno-spożywczym niezbędna jest znajomość właściwości aerodynamicznych przetwarzanego materiału. W szczególny sposób dotyczy to procesów czyszczenia i separacji. Niezbędne jest zatem określenie wspomnianych właściwości na specjalnych stanowiskach badawczych. Są one projektowane indywidualnie, często bez uwzględnienia niezbędnych założeń projektowych. Dlatego też, celem niniejszej pracy była analiza aspektów metodycznych i wypracowanie zasad projektowania tego typu stanowisk. W pracy poruszono zagadnienia dotyczące wyboru metody pomiaru (swobodny spadek lub zawieszenie cząstki) oraz doboru średnicy przewodu sekcji testowej, zapewniającej zminimalizowanie wpływu warunków brzegowych na wyniki pomiarów. Szczególną uwagę zwrócono na sekcję homogenizacji prędkości powietrza, składającą się ze struktury plastra miodu oraz ekranów sitowych. Sekcja ta jest odpowiedzialna za redukcję turbulencji, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie jednorodnego pola prędkości powietrza w części pomiarowej. Inny-mi kwestiami poruszonymi w pracy, których nie sposób pominąć na etapie projektowania stanowiska pomiarowego, były: system kontrolno-pomiarowy, konieczność zastosowania elastycznych elementów, mających na celu tłumienie drgań oraz sposób umieszczania cząstek w kanale, minimalizujący zaburzenia przepływu, przy jednoczesnym zachowaniu łatwości lokowania. Na podstawie przyjętych założeń projektowych wykonano niezbędne obliczenia i zaprojektowano stanowisko badawcze do pomiaru właściwości aerodynamicznych cząstek stałych pochodzenia roślinnego, spełniające wymagania określone w przeprowadzonej analizie. Dodatkowo rozszerzono funkcje zaproponowanego stanowiska o możliwość analizy toru ruchu cząstek w strumieniu powietrza.

EN

It is essential to know the aerodynamic properties of the processed material during designing machines and devices used in agriculture and agro-food industry. This applies, in a special way, to the cleaning and separation processes. It is absolutely necessary to measure mentioned properties on special test stands. They are designed in an individual way, often without taking into consideration essential project guidelines. Therefore, the aim of this study was the analysis of methodological aspects and the elaboration of the principles in the mentioned stands design. The paper discusses the issues related to the choice of the measuring method (free fall or suspension of particle) and to the selection of the diameter of the duct test section, ensuring minimised influence of the boundary conditions on the measuring results. Special attention was paid to the section dedicated to the homogenisation of the air velocity, consisting of the honeycomb structure and the screens. This section is responsible for the reduction of turbulences, so that it is possible to obtain the homogeneous field air velocity in the measuring section. Other issues raised in the paper describe problems which cannot be omitted at the design stage of the measuring position, such as: the control-measurement system, the necessity of using flexible elements aimed at damping, and the way of placing the particles in the channel to minimise the disruption of the flow while maintaining the ease of placement. On the basis of the acknowl-edged project settings, the necessary calculations were carried out and the test stand to measure aerodynamic properties of the particles of plant materials was designed, which fulfils the requirements described in the conducted analysis. What is more, the functions of the offered stand were extended by the possibility of analysing the particles' trajectory in air stream.

Słowa kluczowe

EN

plant material; particle motion; aerodynamic property; critical velocity; measurement method; measurement point; measuring stand; test stand; methodology; testing methodology

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2012
• Tom: 19
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.515-525,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Fraczek J.

• Katedra Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 120, 30-149 Kraków

autor

Regula T.

Bibliografia

• Afonso Junior P.C., Correa P.C., Pinto F.A.C., Queiroz D.M., 2007. Aerodynamic properties of coffee cherries and beans. Biosystems Engineering, 98 (1), 39-46.
• Ayman Hafiz Amer Eissa, 2009. Aerodynamic and solid flow properties for flaxseeds for pneumatic separation by using air stream. Int. J. Agric. & Biol. Eng., 2(4), 31-45.
• Bradshaw P., Parkhurst R.C., 1962. The Design of Low Speed Wind Tunnels. Aero Report 1039, National Physical Laboratory, Teddington, England.
• Derbunovich G.I., Zemskaya A.S., Repik E.U., Sosedko Y.P., 1993. Optimum Conditions of Turbulence Reduction with Screens. Mechanics of Nonuniform and Turbulent Flows, Nauka, Moscow.
• Dursun E., Dursun I., 2005. Some physical properties of caper seed. Biosystems Engineering, 92(2), 237-245.
• Eissa A.H.A., 2009. Aerodynamic and solid flow properties for flaxseeds for pneumatic separation by using air stream. Int J Agic & Biol Eng, 2(4), 31-45.
• Gupta RK., Arora G., Sharma R., 2007. Aerodynamic properties of sunflower seed (Helianthus annus L.). Journal of Food Engineering, 79, 899-904.
• Jeżowiecka-Kabsch K., Szewczyk H., 2001. Mechanika płynów. Wrocław, ISBN 83-7085-591-1, 207-245.
• Joshi D.C., Das S.K., Mukherjee R.K., 1993. Physical properties of pumpkin seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 54(3), 219-229.
• Khoshtaghaza M. H., Mehdizadeh R., 2006. Aerodynamic property of wheat kernel and straw materials. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal, Vol. VIII, Manuscript FP 05 007.
• Knight I.K., 2001. The design and construction of a vertical wind tunnel for the study of untethered firebrands in flight. Fire Technology, 37, 87-100.
• Kulkarni V., Sahoo N., Chavan S., 2011. Simulation of honeycomb-screen combinations for turbulence management in a subsonic wind tunnel. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 99(2011), 37-45.
• Mentah R. D., 1994. Aspects of the Design and Performance of Blower Tunnel Components. Ph.D. thesis, London University, Boston Spa.
• Mohsenin N. N., 1986. Physical Properties of Plant and Animal Materials. 2nd edn., Gordon & Breach Science Publishers, New York.
• Selvi K.C., Pinar Y., Yesiloglu E., 2006. Some physical properties of linseed. Biosystems Engineering, 95 (4), 607-612.
• Shellard J. E., Mcmillan R. H., 1978. Aerodynamic properties of threshed wheat materials. Journal of Agricultural Engineering Research, 23, 273-281.
• Tabak S., Wolf D., 1998. Aerodynamic properties of cottonseeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 70, 257-265.
• Zewdu A.D., 2007. Aerodynamic properties of tef grain and straw material. Biosystems engineering, 98, 304-309

Uwagi

Rekord w opracowaniu