CALCULATION FORMULAS FOR DETERMINING THE SPEED OF UNLOADING ENERGY WILLOW CUTTINGS FROM THE POINT OF VIEW OF HYDRODYNAMIC MULTIPHASE SYSTEMS
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2021-1-10Keywords:
unloading of cuttings, energy willow, planter, mathematical model, Navier–Stokes equation, Laplace transform, calculation equations.Abstract
Numerous studies of the process of vaulting have established only some dependencies that explain the essence of this process. But today there is no single theory of leakage of bulk materials and cryptocurrency processes in the hopper, so the problem remains relevant. This work is the final of a series of works by the authors devoted to the construction of a mathematical model of the process of unloading cuttings from the slot hopper, so its purpose is to derive calculation formulas for the mass of cuttings by gravity unloading them from the slot hopper. The research is based on the known scientific methods of substantiation of the process of unloading bulk material from tanks, with the development of issues of solving the problems of basement formation and continuous pouring of the material. Such methods include the use of computational mathematics to build a mathematical model of the movement of cuttings and its processing In the article it is offered to consider gravitational unloading of cuttings of an energy willow from the point of view of hydrodynamic multiphase systems. According to this approach, the set of cuttings is considered as a pseudo-liquid, consisting of two phases: discrete (cuttings) and continuous (air). Taking each of these phases as a continuous medium, we can consider the unloading of cuttings as the motion of a viscous incompressible pseudo-liquid, the velocity field of which can be characterized by the Navier–Stokes equation. The result of the development is an algorithm for constructing a mathematical model of motion of such a pseudofluid and the transition to the calculated equations of motion with initial and boundary conditions, which will eventually lead to the possibility of theoretical analysis of the process of unloading cuttings from slot bunkers.
References
Роїк, М. В., Сінченко, В. М., Фучило, Я. Д. Енергетична верба: технологія вирощування та використання. Вінниця : Нілан-ЛТД, 2015. 340 с.
Frączek, J., Mudryk, K. Jakości sadzonek wierzby energetycznej w aspekcie sadzenia mechanicznego. Inżynieria Rolnicza. 2005. №6 (66). С.159–167.
Минько, Р. Н. Проблема сводообразования в емкостях бункерного типа в условиях длительного хранения. Ярославский педагогический вестник, №3(1). 2013. С. 61–65
Ловейкін, В. С., Шимко, Л. С., Ярошенко, В. В. Огляд досліджень витоку сипких матеріалів Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2010. Вип. 40(1). С. 324–333.
Willowpedia. Retrieved: Retrieved from: https://www.youtube.com/user/Willowpedia. Access: 24.12.2020.
Probstdorfer Saatzucht. Retrieved from: https://www.probstdorfer.at. Access: 24.12.2020
Гениев, Г. А. Динамика пластической и сыпучей сред. Москва: Издательство литературы по строительству, 1972. 215 с.
Гольденблат, И. И., Копнов, В. А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. Москва: Машиностроение, 1968. 190 с.
Горюшинский, И. В. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. Самара: СамГАПС, 2003. 232 с.
Гячев, Л. В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах. Москва: Машиностроение, 1968. 184 с.
Гячев, Л. В. Основы теории бункеров. Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1992. 312 с.
Дальский, А. М. Справочник технолога-машиностроителя. Москва: Машиностроение, 2001.
Долгунин, В. Н., Борщев, В. Я. Быстрые гравитационные течения зернистых материалов: техника измерения, закономерности, технологическое применение. Москва: Издательство Машиностроение-1, 2005. 112 с.
Зенков, Р. Л. Бункерные устройства. Москва: Машиностроение, 1966. 234 с.
Зенков, Р. Л. Механика насыпных грузов. Москва: Машиностроение, 1964. 250 с.
Клейн, Г. К. Строительная механика сыпучих тел. Москва: Стройиздат, 1977. 256 с.
Соколовский, В. В. Статика сыпучей среды. Москва: Наука, 1990. 272 с.
Yermakov, S., Borys, M. Efficiency analysis of the energy willow planting devices. Materialy XI Mezinarodni vedecko-prakticka konference “Veda a vznik - 2015”. Praha: Publishing House Education and Science. 2015. v.14. P. 47–49.
Єрмаков, С.В. Перспективи удосконалення конструкцій для садіння живців енергетичних культур. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. 2017. Вип. 26. С. 37–45.
Ермаков, С., Борис, Н. Сопоставление решений лесопосадочных машин с требованиями для энергетических древесных культур (ива, тополь). Научно-теоретический и практический журнал "Современный научный вестник". №20-1 (267). Белгород: Руснаучкнига, 2016. С. 67–68.
Yermakov, S., Hutsol, T., Slobodian, S., Komarnitskyi, S., Tysh, M. Possibility of using automation tools for planting of the energy willow cuttings. Renewable Energy Sources: Engineering, Technology, Innovation. 2018. P. 419–429. DOI: 10.1007/978-3-030-13888-2_42 .
Єрмаков, С., Tulej, M., Tulej, W., Шевчук, І. Аналіз конструкцій автоматів садіння Матеріали XXXІV Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «Тенденції та перспективи розвитку науки і освіти в умовах глобалізації». Вип. 34. Переяслав-Хмельницький. 2018. С. 615–619.
Hutsol, T., Yermakov, S., Firman, Ju., Duganets, V., Bodnar, A. Analysis of technical solutions of planting machines, which can be used in planting energy willow Renewable Energy Sources: Engineering, Technology, Innovation. 2018. P. 99–111. DOI: 10.1007/978-3-030-13888-2_10 . 24. Єрмаков, С. Гуцол, Т., Ковалишин, С. Застосування закономірностей витікання сипких тіл для вивантаження живців деревних культур. Аграрна наука та освіта в умовах євроінтеграції. 2019. С.34–36.
Єрмаков, С. В., Гуцол, Т. Д., Девін, В. В. Проблеми безперервного вивантаження живців енергетичної верби з бункера. Сучасний рух науки. Дніпро, 2019. Т.1. С..529–533.
Yermakov, S., Hutsol, T., Ovcharuk, O., Kolosiuk, I. Mathematic simulation of cutting unloading from the bunker. Independent journal of management & production v.10, n.7, Special Edition PDATU, 2019. P. 758–777; ISSN: 2236-269X. DOI: 10.14807/IJMP.V10I7.909.
Yermakov, S., Hutsol, T., Mudryk, K., Dziedzic, K., Mykhailova, L. The analysis of stochastic processes in unloadingthe energywillow cuttings from the hopper. Vide. Tehnologija. Resursi - Environment, Technology, Resources. Rezekne. 2019. P. 249–252. ISSN: 16915402. DOI: 10.17770/etr2019vol3.4159.
Yermakov, S.V., Hutsol, T.D. Features of the heterogeneous rood-like materials outflow (by example of energy willow cutting). Technological and methodological aspects of agri-food engineering in young scientist research. 2018. P. 55–68.
Dziedzic, K., Łapczyńska-Kordon, B., Mudryk, K. Decision support systems to establish plantations of energy crops on the example of willow (Salix Viminalis L.). Scientific achievements in agricultural engineering, agronomy and veterinary medicine polish ukrainian cooperation. 2017. Vol. 1, №. 1, P.150–160.
Ivanyshyn, V., Yermakov, S., Ishchenko, T., Mudryk, K., Hutsol, T. Calculation algorithm for the dynamic coefficient of vibro-viscosity and other properties of energy willow cuttings movement in terms of their unloading from the tanker. E3S Web of Conferences, 2020, 154. № 04005 Retrieved from: https://10.1051/e3sconf/202015404005.
Yermakov, S. Application of the Laplace transform to calculate the velocity of a two-phase fluid modulated by the movement of cuttings of an energy willow (Salix Viminalis). Теka. Quarterly journal of agri-food industry. 2019. Vol.2. P. 71–78.
Лаврентьев, М. А. Методы теории функций комплексного переменного. Москва: Издательство фізико-математической лит., 1958. 674с.
Боголюбов, Н. Н. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. Москва: Наука, 1974. 504с.
