Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
w Warszawie
Wydział Inżynierii Produkcji
Badanie rozkładu długości sieczki wierzby wiciowej oraz miskanta olbrzymiego
Wykonała:
Dominika Matuszewska
TEO, grupa1
Spis treści:
Cel ćwiczenia………………………………………………………………………………………………………………………….3
Opis stanowiska…………………………………………………………………………………………………………………….3
Wykonanie ćwiczenia…………………………………………………………………………………………………………….3
Opracowanie wyników………………………………………………………………………………………………………….4
Wnioski………………………………………………………………………………………………………………………………….8
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było poznanie metody określenie zmienności długości sieczki za pomocą separatora sitowego.
Opis stanowiska
Podstawowym elementem roboczym separatora sitowego był prostokątny kosz sitowy z sitami wykonanymi z nierdzewnej stali. W koszu znajdowało się 5 sit o kwadratowych otworach różnej wielkości i gładkie dno. Konstrukcja separatora umożliwia wysuwanie każdego sita niezależnie od pozostałych. Nad sitami znajdował się daszkowy kosz, którego zadaniem było równomierne rozłożenie materiału roślinnego na górnym sicie. Kosz sitowy napędzany był od silnika elektrycznego o mocy 2,2 kW przez przekładnię ślimakową o przełożeniu 7,5. Całe urządzenie zamocowano na ramie stalowej, która stoi na gumowych stopach, amortyzujących drgania układu napędowego i zachowujących stabilność separatora. Ruch kosza sitowego naśladował ręczne przesiewanie dzięki mechanizmowi korbowemu i prowadnicy ślizgowej w płaszczyźnie poziomej, a zastosowanie programowalnego falownika do regulacji prędkości obrotowej silnika elektrycznego zapewniało powtarzalną częstotliwość wstrząsów kosza sitowego podczas procesu przesiewania każdej próbki.
Sita separatora miały wymiary 406 na , a wysokość ram, w których były zamontowane wynosiła . Dzięki ramom każde sito leżało na swojej prowadnicy i była możliwość wysuwania dowolnego sita w celu jego opróżnienia.
Wykonanie ćwiczenia
Najpierw ustalono z prowadzącym częstotliwości drgań kosza sitowego i czas przesiewania materiału. Po sprawdzeniu przez prowadzącego urządzeń zabezpieczających, podłączono silnik separatora sitowego do sieci elektrycznej i uruchomiono separator. Ustawiono wymaganą częstotliwości drgań kosza sitowego, zmieniając prędkość obrotową silnika za pomocą falownika. Wyłączono silnik elektryczny i odłączono go do sieci elektrycznej.. Zważono przesiewanego materiału. Otwarto pokrywę zasypową, wsypano materiał do dozownika i zamknięto pokrywę zasypową. Po sprawdzeniu przez prowadzącego urządzeń zabezpieczających podłączono separator do sieci elektrycznej i przystąpiono do przesiewania. Czas przesiewania próbki liczono od momentu ustabilizowania się obrotów silnika. Po zakończeniu przesiewania odłączono separator od sieci elektrycznej, wysunięto każde sito i zważono znajdujący się na nim materiał. Materiał z sita górnego brano do dalszej analizy, gdy masa materiału na tym sicie przekraczała 1% masy całej próbki. Wtedy należało zmierzyć i obliczyć średnią arytmetyczną długość materiału na tym sicie. Pomiary powtórzono dwukrotnie i do obliczeń przyjęto wartości średnie z trzech pomiarów.
Tabela 1. Wyniki pomiarów dla wierzby wiciowej
| nr sita\nr próby | 1 | 2 | 3 | Średnia | Występowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 39,00 | 58,50 | 64,00 | 53,83 | 0,03 |
| 2 | 151,00 | 93,00 | 134,90 | 126,30 | 0,08 |
| 3 | 874,40 | 893,00 | 1001,60 | 923,00 | 0,59 |
| 4 | 296,70 | 273,60 | 253,50 | 274,60 | 0,17 |
| 5 | 198,80 | 145,51 | 120,00 | 154,77 | 0,10 |
| 6 | 42,80 | 17,10 | 30,40 | 30,10 | 0,02 |
| Całkowita masa [g] | 1603,00 | 1489,00 | 1616,00 | 1569,33 |
Tabela 2. Średnie arytmetyczne długości materiałów z sita nr 1 dla wierzby wiciowej
| nr próby | średnia długość materiału [cm] |
|---|---|
| I | 9,259 |
| II | 9,943 |
| III | 9,943 |
Tabela 3. Wyniki pomiarów dla miskanta olbrzymiego
| nr sita\nr próby | 1 | 2 | 3 | Średnia | Występowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| 1+2 | 10,50 | 8,30 | 8,00 | 8,93 | 0,009 |
| 3 | 352,80 | 331,50 | 332,00 | 338,77 | 0,325 |
| 4 | 435,20 | 504,50 | 451,80 | 463,83 | 0,445 |
| 5 | 177,00 | 196,00 | 192,70 | 188,57 | 0,181 |
| 6 | 36,60 | 32,60 | 34,50 | 34,57 | 0,033 |
| Całkowita masa [g] | 1022,10 | 1080,00 | 1026,50 | 1042,87 |
Opracowanie wyników
Na podstawie średnich wartości udziałów masowych poszczególnych klas wykreślono histogramy występowania klas w badanej próbce.
Rysunek 1. Histogram występowania klas w badanej próbie wierzby wiciowej
Rysunek 2. Histogram występowania klas w badanej próbie miskanta olbrzymiego
Wyznaczono:
średnią geometryczna długość cząstek na poszczególnych sitach:
gdzie:
- średnia geometryczna długość cząstki na i-tym sicie,
Xi - przekątna otworu i-tego sita,
X(i-1) - przekątna otworu sita i-1.
Tabela 4. Średnie geometryczne długości cząstek wierzby wiciowej na poszczególnych sitach
| nr sita | przekątna otworu i-tego sita [mm] | przekątna otworu sita i-1 [mm] | średnia geometryczna długość cząstki na i-tym sicie [mm] |
|---|---|---|---|
| 1 | 26,9 | - | 97,149 |
| 2 | 18 | 26,9 | 22,005 |
| 3 | 8,98 | 18 | 12,714 |
| 4 | 5,61 | 8,98 | 7,0977 |
| 5 | 1,65 | 5,61 | 3,0424 |
| 6 | - | 1,65 | 0,82 |
Tabela 5. Średnie geometryczne długości cząstek miskanta olbrzymiego na poszczególnych sitach
| nr sita | przekątna otworu i-tego sita [mm] | przekątna otworu sita i-1 [mm] | średnia geometryczna długość cząstki na i-tym sicie [mm] |
|---|---|---|---|
| 2 | 18 | 26,9 | 22,005 |
| 3 | 8,98 | 18 | 12,714 |
| 4 | 5,61 | 8,98 | 7,0977 |
| 5 | 1,65 | 5,61 | 3,0424 |
| 6 | - | 1,65 | 0,82 |
procentowy udział masy frakcji na poszczególnych sitach:
gdzie:
mi - rzeczywista masa frakcji na i-tym sicie.
Tabela6. Procentowy udział frakcji na poszczególnych sitach dla wierzby wiciowej
| nr sita | rzeczywista masa frakcji na i-tym sicie [g] | procentowy udział masy frakcji na poszczególnych sitach [%] |
|---|---|---|
| 1 | 53,83 | 3,45 |
| 2 | 126,30 | 8,08 |
| 3 | 923,00 | 59,07 |
| 4 | 274,60 | 17,57 |
| 5 | 154,77 | 9,90 |
| 6 | 30,10 | 1,93 |
| suma | 1562,60 |
Tabela 7. Procentowy udział frakcji na poszczególnych sitach dla miskanta olbrzymiego
| nr sita | rzeczywista masa frakcji na i-tym sicie [g] | procentowy udział masy frakcji na poszczególnych sitach [%] |
|---|---|---|
| 2 | 8,93 | 0,86 |
| 3 | 338,77 | 32,74 |
| 4 | 463,83 | 44,83 |
| 5 | 188,57 | 18,22 |
| 6 | 34,57 | 3,34 |
| suma | 1034,67 |
średnią geometryczną długość cząstek badanej próby:
dla wierzby wiciowej
= 10,593 mm
dla miskanta olbrzymiego
= 6,917 mm
gdzie:
Xgm - średnia geometryczna długość sieczki,
mi - rzeczywista masa frakcji na i-tym sicie,
Xi - przekątna otworu i-tego sita.
odchylenie standardowe
dla wierzby wiciowej
= 2,086
dla miskanta olbrzymiego
= 1,894
gdzie:
Sgm - odchylenie standardowe,
mi - rzeczywista masa frakcji na i-tym sicie,
- średnia geometryczna długość cząstki na i-tym sicie,
Xgm - średnia geometryczna długość sieczki.
współczynnik nierównomierności długości sieczki
dla wierzby wiciowej
= 19,691 %
dla miskanta olbrzymiego
= 27,386 %
gdzie:
kc - współczynnik nierównomierności długości sieczki,
Xgm - średnia geometryczna długość sieczki,
Sgm - odchylenie standardowe.
Wnioski
Największy udział na sitach dla wierzby wiciowej ma klasa 3, natomiast dla miskanta olbrzymiego 2.
Miskant olbrzymi jest rośliną, której sieczka ma większy udział mas na sitach o większej przekątnej.
W przypadku wierzby wiciowej materiał z sita górnego brano do dalszej analizy, gdyż masa materiału na tym sicie przekraczała 1% masy całej próbki. Zmierzono i obliczono średnią arytmetyczną długość materiału na tym sicie.