Результати розрахунку середніх значень

Абсолютна маса m(abs), г	Насипна маса p(cp), кг/куб.м	Щільності P(cp), кг/куб.м	Коефіцієнт використання об’єму – K(v)cp

 

10. Скласти звіт по лабораторній роботі.

 

Зміст звіту

1. Дати визначення абсолютної маси, насипної маси, щільності, насипної і питомої ваги.

2. Навести середні значення абсолютної маси, щільності, насипної маси і коефіцієнту використання об’єму по результатах 3-х замірів.

3. Заповнити таблиці замірів і розрахункових значень.

 

Контрольні запитання для самостійної роботи:

1. Чим відрізняється питома вага від щільності і насипна маса від щільності?

2. Що характеризує коефіцієнт використання об’єму. При створенні яких сільськогосподарських машин необхідно враховувати його значення?

3. Чому величина щільності вища, чим значення насипної маси?

 

Література:

1. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. Под ред. Буянова А.И. и Воронюка Ю.А., М., Колос, 1982 г.;

2. Руминский Л.З. Элементы теории вероятностей. М., Наука, 1973 г.

3. Анисимов И. Ф. Машины и поточные линии для производства семян. Кишинев, Штиица, 1987 г.

4. Хайліс Г.А. і др. Механіко-технологічні властивості сільськогосподарських матеріалів. - Луцьк 1998 - 267 с.

 

 

Лабораторна робота №6

„Визначення коефіцієнта тертя ковзання сільськогосподарських матеріалів”

Мета роботи:

1. Вивчити основні параметри що характеризують коефіцієнт тертя на прикладі насінного матеріалу кукурудзи (качанів) чи інших культур (за вибором студента).

2. Вивчити методику визначення статичного та динамічного коефіцієнту тертя, позначити принципові відмінності методик.

 

Технічне забезпечення роботи: сільськогосподарський матеріал (качани кукурудзи зчеплені між собою (може бути інший сільськогосподарський матеріал, попередньо узгодивши це питання з викладачем)); лабораторні ваги ВНЦ-10; комплект різноваг Г-4-211,10; прилад для визначення коефіцієнту тертя ковзання; програма табличного редактора Microsoft Excel для підрахунку коефіцієнту тертя; комп’ютер з програмним забезпеченням Microsoft Excel.

 

Порядок виконання роботи:

1. Відібрати 10 пар качанів кукурудзи (або іншого сільськогосподарського матеріалу).

2. Сколоти кожну пару качанів спицями для виключення можливості утворення кочення качанів вздовж похилої площини приладу.

3. Зважити кожну пару качанів на лабораторних вагах, з точністю 0,1 г. Отримане значення маси кожної сколотої пари качанів занести до табл. 6.1.

Таблиця 6.1

Результати замірів маси

№ пари
m

 

4. Налагодити прилад для визначення коефіцієнту тертя ковзання. Виставити таймер для підрахунку часу з моменту пуску до фіксування променем лазеру. Виставити довжину шляху 1 м і кут нахилу скатної дошки 35º. Покласти і зафіксувати на скатній дошці лист оцинкованого заліза в якості поверхні тертя (кінематична схема приладу зображена на рис. 6.1).

 

Рис. 6.1. Кінематична схема приладу для визначення коефіцієнту ковзання

 

5. Покласти скріплену пару на скатну дошку перед фіксатором на початку відліку. Встановити таймер на нульову відмітку. Перевірити чи потрапляє лазерний промінь на фотодіод. Запустити таймер (пуском таймеру спрацьовує фіксатор, який звільнює шлях для руху пари качанів). При пересіканні качанами нижньої відмітки, де розташовано лазерний сприймач руху, спрацьовує прилад і таймер фіксує час.

6. Провести такий дослід з кожною парою качанів і занести до табл. 6.2. Багатократність проведення досліду обов’язкова.

Таблиця 6.2

Результати замірів часу проходження парою качанів

№ пари
t (35º)
t (45º)
t (55º)

 

7. Встановити дошку приладу на кут 45º. І повторити дії пункту 5 та 6. результати занести до табл. 6.2.

8. Встановити дошку приладу на кут 55º. І повторити дії пункту 5 та 6. результати занести до табл. 6.2.

9. Маючи результати дослідів та використавши програму підрахунку коефіцієнту тертя ковзання знайдемо його величину використавши формулу (6.1):

(6.1)

10. Маючи десять повторностей кожного досліду знаходимо середнє значення для об’єктивності виведення результату.

11. Підрахувавши результати середнього коефіцієнту по трьох різних величинах нахилу скатної дошки приладу. Результати занести до табл. 6.3. Зробити порівняльний аналіз, написати висновок.

Таблиця 6.3

Результати підрахунку коефіцієнту тертя ковзання

α = 35º	α = 45º	α = 55º

Зміст звіту

1. Дати визначення статичного та динамічного коефіцієнту тертя ковзання.

2. Заповнити таблиці 6.1 – 6.3. Провести всі необхідні підрахунку по ходу виконання даної роботи.

3. За результатами підрахунку середніх коефіцієнтів тертя ковзання зробити висновки та провести порівняльний аналіз. Зробити висновки про залежність величини коефіцієнту від відповідних факторів.

 

Контрольні запитання для самостійної роботи:

1. Для чого проводять досліди з великою кратністю повторів?

2. В чому різниця статичного та динамічного коефіцієнтів тертя?

3. Для чого при проектуванні сільськогосподарських машин визначають коефіцієнти статичного та динамічного тертя?

4. Назвіть основні фактори які впливають на величину коефіцієнту тертя?

 

Лабораторна робота №7

„Визначення коефіцієнта опору повітря сільськогосподарських матеріалів”

Мета роботи:

1. Вивчити основні параметри, що характеризують коефіцієнт опору повітря на прикладі насінного матеріалу кукурудзи (качанів) чи інших культур (за вибором студента).

2. Вивчити методику визначення коефіцієнту опору повітря, визначити основні принципи методики.

 

Технічне забезпечення роботи: сільськогосподарський матеріал (качани кукурудза (може бути інший сільськогосподарський матеріал, попередньо узгодивши це питання з викладачем)); лабораторні ваги ВНЦ-10; комплект різноваг Г-4-211,10; прилад для визначення коефіцієнту опору повітря; програма табличного редактора Microsoft Excel для підрахунку коефіцієнту тертя; комп’ютер з програмним забезпеченням Microsoft Excel.

 

Порядок виконання роботи:

1. Відібрати 10 качанів кукурудзи (або іншого сільськогосподарського матеріалу).

2. Зважити кожну пару качанів на лабораторних вагах, з точністю 0,1 г. Отримане значення маси кожного качана занести до табл. 7.1.

Таблиця 7.1

Результати замірів маси

№
m

 

3. Налагодити прилад для визначення коефіцієнту опору повітря. Виставити таймер для підрахунку часу з моменту пуску до фіксування променем лазеру. Виставити висоту падіння 1 м. Фото приладу зображено на рис. 7.1. Кінематична схема приладу зображена на рис. 7.2.

Рис. 7.1. Кінематична схема приладу при вільному падінні матеріалу

Рис. 7.2. Кінематична схема приладу для визначення

коефіцієнту опору повітря

1 – рухома пластина (фіксатор висоти); 2 – електромагніт; 3 – електронний таймер; 4 – фотодіод; 5 – лазер.

4. Покласти випробувальний матеріал на пластину (фіксатор висоти) на початку відліку. Встановити таймер на нульову відмітку. Перевірити чи потрапляє лазерний промінь на фотодіод. Запустити таймер (пуском таймеру спрацьовує фіксатор, який звільнює шлях для падіння качана). При пересіканні качанами нижньої відмітки, де розташовано лазерний сприймач руху, спрацьовує прилад і таймер фіксує час.

5. Провести такий дослід з кожним з 10 качанів і занести до табл. 6.2. Багатократність проведення досліду обов’язкова.

Таблиця 7.2

Результати замірів часу падіння

№
h = 1 м
h = 1,5 м
h = 2 м

 

6. Встановити висоту падіння 1,5 м. І повторити дії пункту 4 та 5. Результати занести до табл. 7.2.

7. Встановити висоту падіння 1,5 м. І повторити дії пункту 4 та 5. Результати занести до табл. 7.2.

8. Маючи результати дослідів та використавши програму підрахунку коефіцієнту опору повітря знайдемо його величину використавши формулу (7.1):

(7.1)

9. Маючи десять повторностей кожного досліду знаходимо середнє значення для об’єктивності виведення результату.

10. Користуватися формулою треба використовуючи метод підбору (до зрівняння величин).

11. Підрахувавши результати середнього коефіцієнту по трьох різних величинах висоти падіння. Результати занести до табл. 7.3. Зробити порівняльний аналіз, написати висновок.

 

 

Таблиця 7.3

Результати підрахунку коефіцієнту тертя ковзання

h = 1 м	h = 1,5 м	h = 2 м

Зміст звіту

1. Дати визначення коефіцієнту опору повітря, поняття парусності.

2. Заповнити таблиці 7.1 – 7.3. Провести всі необхідні підрахунку по ходу виконання даної роботи.

3. За результатами підрахунку середніх коефіцієнтів опору повітря зробити висновки та провести порівняльний аналіз. Зробити висновки про залежність величини коефіцієнту від відповідних факторів.

 

Контрольні запитання для самостійної роботи:

1. Для чого проводять досліди з великою кратністю повторів, на що це впливає?

2. Від чого залежить коефіцієнт опору повітря?

3. З якою метою визначають величину коефіцієнту опору повітря при проектуванні машин?

4. Яка мета проведення даної роботи?

5. В яких випадках коефіцієнтом опору повітря можна нехтувати?

 

 

Література:

1. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. Под ред. Буянова А.И. и Воронюка Ю.А., М., Колос, 1982 г.;

2. Руминский Л.З. Элементы теории вероятностей. М., Наука, 1973 г.

3. Анисимов И. Ф. Машины и поточные линии для производства семян. Кишинев, Штиица, 1987 г.

4. Бабенко Д.В., Опанюк С.П. Механіко-технологічні властивості ґрунтів. Методичні вказівки для самостійної роботи студентів. Миколаїв 2001 р.

5. Хайліс Г.А. і др. Механіко-технологічні властивості сільськогосподарських матеріалів. - Луцьк 1998 - 267 с.

 

 

Додатковий матеріал для вивчення

Швидкість паріння, парусність

Коли матеріал знаходиться у повітряному потоці, його аеродинамічні властивості характеризуються наступними показниками: швидкість паріння (критична швидкість) V_КР, коефіцієнт опору повітря k і коефіцієнт парусності k_п. Якщо тіло або частинка знаходиться під дією повітряного потоку, то силу R дії потоку на тіло (частинку) визначають за формулою Ньютона:

, (8.1)

де ρ_п - щільність повітря;

S - площа проекції тіла на площину, перпендикулярну напрямкові повітряного потоку (миделевий переріз);

- швидкість повітряного потоку;

- швидкість руху тіла (частинки).

У вертикальному повітряному потоці, який направлений знизу вверх (рис. 8.1) на тіло (частинку), крім сили R, що направлена вгору, діє сила тяжіння тg (тут т – маса частинки, g – прискорення вільного падіння), В залежності від співвідношення цих сил можливий рух тіла вниз при тg > R, рух вверх при тg < R і знаходженні у підвішеному стані при тg = R і и =0. Швидкість повітряного потоку, при якій тg = R і и =0, називається критичною швидкістю (швидкістю паріння) .3 умови тg = R з урахуванням (8.1) знаходимо

, (8.2)

Звідки:

. (8.3)

 

Між коефіцієнтами к_п, к і існують залежності:

; і . (8.4)

Рис. 8.1. Дія сил на частинку у вертикальному

повітряному потоці

Коефіцієнти к_п і к залежать від форми тіла, його по­верхні і швидкості руху повітря, їх значення знаходять за критичною швидкістю, яку визначають експеримента­льне на парусних класифікаторах або в аеродинамічній трубі. Схема аеродинамічної труби подана на рис. 8.2. Вона містить вентилятор 1, сітки 2 і 6, колектор 3, вимірювальну трубу 4, всмоктувальну трубу 5.

Вентилятором 1 повітря всмоктується в трубу 5. Для вирівнювання повітряного потоку служить колектор 3 і сітка 2. Частинки, швидкість паріння яких потрібно визначити, розташовують на сітці 6 дифузора труби.

Рис. 8.2. Схема аероди­намічної труби:

1 - венти­лятор; 2 і 6 - сітки; 3 - ко­лектор;

4 - вимірювальна труба; 5 - всмоктувальна труба

Швидкість паріння заміряють у такому положенні частинок, коли вони зависають у трубі 5. Для спостере­жень цю частину труби роблять прозорою. Значення швидкості знаходять за динамічним напором повітря­ного потоку h_Д, який дорівнює енергії одиниці об'єму повітря

, (8.5)

де т₁ - маса 1 м³ повітря, т₁=ρ_п;

- швидкість повітряного потоку.

З (8.5) знаходимо:

. (8.6)

При температурі 20 °С і атмосферному тиску 10,3•10⁴ Па щільність повітря рівна 1,2 кг/м³, а

. (8.7)

Динамічний напір заміряють трубками (Піто. Прандтля або ЦАГІ) і мікроманометром.

Знаючи критичну швидкість, визначають коефіцієнти к_п і к відповідно з виразів (8.3) і (8.4).

Значення , к_п і к для деяких культур вказані в табл. 8.1.

 

Таблиця 8.1

Аеродинамічні властивості різних культур

Культура	Критична швидкість, , м/с	Коефіцієнт парусності, кп м^-1	Коефіцієнт опору, к
Зерно:
пшениці	8,9 - 11,5	0,075 - 0,12	0,184 - 0,265
жита	8,36 - 9,89	0,1 - 0,14	0,16 - 0,22
вівса	8,08 - 9,11	0,169 - 0,30	0,118 - 0,15
кукурудзи	12,48 - 14,00	0,05 - 0,06	0,16 - 0,28
гречки	7,2 - 9,5	0,132	-
Полова:
пшенична	0,75 - 5,25	-	-
вівсяна	0,74 - 3,86	-	-

 

 

Додаток 1

Значення критерію Фішера для рівнів значимості 0,05

Число f(2) знаменника	Число f(1) числівника
	164.4 18.5 10.1 7.7	199.5 19.2 9.6 6.9	215.7 19.2 9.3 6.6	224.6 19.3 9.1 6.4	230.2 19.3 9.0 6.3	234.0 19.3 8.9 6.2	244.9 19.4 8.7 5.9	249.0 19.5 8.6 5.8	254.3 19.5 8.5 5.6
	6.6 6.0 5.6 5.3 5.1	5.8 5.1 4.7 4.5 4.3	5.4 4.8 4.4 4.1 3.9	5.2 4.5 4.1 3.8 3.6	5.1 4.4 4.0 3.7 3.5	5.0 4.3 3.9 3.6 3.4	4.7 4.0 3.6 3.3 3.1	4.5 3.8 3.4 3.1 2.9	4.4 3.7 3.2 2.9 2.7
	5.0 4.8 4.8 4.7 4.6	4.1 4.0 3.9 3.8 3.7	3.7 3.6 3.5 3.4 3.3	3.5 3.4 3.3 3.2 3.1	3.3 3.2 3.1 3.0 3.0	3.2 3.1 3.0 2.9 2.9	2.9 2.8 2.7 2.6 2.5	2.7 2.6 2.5 2.4 2.3	2.5 2.4 2.3 2.2 2.1
	4.6 4.5 4.5 4.4 4.4	3.7 3.6 3.6 3.6 3.5	3.3 3.2 3.2 3.2 3.1	3.1 3.0 3.0 2.9 2.9	3.0 2.9 2.8 2.8 2.7	2.9 2.7 2.7 2.7 2.6	2.5 2.4 2.4 2.3 2.3	2.3 2.2 2.2 2.1 2.1	2.1 2.0 2.0 1.9 1.9
	4.4 4.3 4.3 4.2 4.2	3.5 3.4 3.4 3.4 3.3	3.1 3.1 3.0 3.0 3.0	2.9 2.8 2.8 2.7 2.7	2.7 2.7 2.6 2.6 2.6	2.6 2.6 2.5 2.5 2.4	2.3 2.2 2.2 2.2 2.1	2.1 2.0 2.0 2.0 1.9	1.8 1.8 1.7 1.7 1.7
	4.2 4.1 4.0 3.9 3.8	3.3 3.2 3.2 3.1 3.0	2.9 2.9 2.8 2.8 2.6	2.7 2.6 2.5 2.5 2.4	2.5 2.5 2.4 2.3 2.2	2.4 2.3 2.3 2.2 2.1	2.1 2.0 1.9 1.8 1.8	1.9 1.8 1.7 1.6 1.5	1.6 1.5 1.5 1.3 1.0