сімдік өнімдерін өңдеу мен сақтау объектілері ретінде қасиеттері.

Дәріс – 23,24,25,26,27,28,29 .

Жоспар:

1. Астық массасының құрамы.

2. Астық массасының құрамына және қасиетіне әсер беретін факторлар.

3. Астық массасының физикалық қасиеттері.

3.1. Астық массасының сусымалдығы және өзінше сұрыпталуы.

3.2. Астық массасының қуыстылығы.

3.3. Сусымалы материалдың қасиеті мен өлшемдері.

3.4. Жай қойманың қабырғасына түсетін астық қысымы.

3.5. Силостың түбі мен қабырғасына түсетін астық қысымы.

3.6. Астық массасының сіңіргіштік (собциялық) қасиеті.

3.7. Астық массасының жылу физикалық және жылу алмасу қасиеттері.

3.8. Ұн, жарма және құрама жемнің физикалық қасиеттері.

4. Қант қызылшасы, картофель және жүзімнің физикалық қасиеттері.

5. Өсімдік өнімдерінен физиология қасиеті.

 

  1. Астық массасының құрамы.

  Астық қоймалары 100-ден астам дән, бұршақ, майлы және құрама жемдік дақылдары қабылданады. Көптеген сыртқы өзгешеліктеріне қарамастан барлық астық партияларының өңдеу және сақтау объектісі ретінде ұқсастық жақтары бар.

  Астықты өсіру, ору, оны қоймаларға тасымалдау кезінде көптеген қоспа компоненттер қосылады, сондықтан оның құрамын білген дұрыс. Астық массасының құрамына мыналар кіреді:

  1. Негізгі дақылдардың дәні, тұқымы және басқа түрдегі дәндер де кіреді;

  2. Минералды және органикалық түрдегі қоспалар;

  3. микроорганизмдер;

  4. Зиянкес жәндіктер;

  5. Дән ауалық арасы бар қуыстар.

  Сонымен астық массасының құрамы тірі организмдер комплексінен тұрады. Астық массасының жалпы қасиеттері екі топқа бөлінеді: физикалық және физиологиялық болып аталады.

  2. Астық массасының құрамына және қасиетіне әсер беретін факторлар.

 Бұларға әсер беретін факторлардың қатарына мыналар жатады:

- табиғи климаттық жағдай;

- дән және тұқымның сорттық өзгешеліктері;

- астық өнімін ору және оны тасымалдау жағдайлары;

- бастапқы кездегі астықты сақтау жағдайы.

Табиғи-климаттық жағдай  дән дақылдардың өсіп дамуына, дәндерінің

 химиялық құрамына, олардың сандық мөлшеріне көп әсер береді.

  Жаңбыры көп болатын ылғалды жерде дақылдың өнімділігі жоғары болады да, бірақ азот мөлшері аз жиналып дәннің белоктық шамасы төмен келеді.

  Астық дақылының өнімі пісіп келе жатқан кезде ауаның ыстығы 350-400С шама кезінде дән құрғап кетеді, керекті пластмасса түріндегі заттардың қозғалысы тоқтап қалады. Ол толығымен пісіп жетілмейді. Егін даласынан келіп түскен астық массасының құрамында өлшемі, салмағы, қалпы, химиялық құрамы, биологиялық өзгешеліктері бар әр түрлі дәндерден құралады. Осының көп өзгешілікте болуы табиғи-климатттық жағдайда көбірек байланысты болады.

  Дән және тұқымның сорттық өзгешеліктері оның сақталуына көп әсер береді. Сортты технологиялық талап бойынша жеке түсіріп, өңдеп, сақтауға қамбарларға, қораптарға, силостарға қоспай жалғастырады.

  Дақылдардың сорттарына байланысты оның химиялық құрамы, оған байланысты барлық қасиеттерінде өзгерістері болады. Сондықтан ұндық, нандық жалпы айтқанда технологиялық көрсеткіштерінде көп өзгешеліктер болады.

  Астық өнімін ору және оны тасымалдау жағдайлары. Астық массасының құрамы мен қасиеттеріне ору технологиясының әдістері, орудан кейінгі өңдеу мен сақтау өзгешеліктері, астықты комбайннан оны жайғастырып сақтау үшін тасымалдау жұмысының жүргізу жүйесі, техникалық шарттардың орындалу тәртібі т.б. әсер етеді.

  Ең басты дер кезінде оруды ұйымдастыру және лайықты әдістерді таңдап қолдану, көп шығының болмауын тудырады.

  Ерте немесе кеш ору астықты сандық және сапалық шығымын көбейтеді. Орудың мына әдістері бар: тура комбайнмен ору; егінді жатқызып ору, кепкен соң астықты комбайнмен жинап, дәнін бөліп шығару; жаңа индустриялы технологиямен үйінде түрде астықты орып, кепкен соң майдалау.

  Астықты тасымалдау жолдары да әр түрлі болып келеді: егіс даласындағы комбайннан астық массасын транспортпен астық кәсіпорындарына жеткізу; егіс даласындағы комбайннан астық массасының бір бөлігін тікелей үлкен қоймаларға, ал қалғанын фермерлік, астық токтарына тасымалдау; егіс даласындағы комбайннан астықты түгелдей фермерлік кіші қоймаларға, одан соң үлкен қоймаларға тасымалдау.

   Осы тасымалдау жүйелеріне байланысты астық массасының бастапқы сақталу жағдайлары әр түрлі болып келеді. Яғни оның ылғалдылығы және демелу тездігі.

3.Астық массасының физикалық қасиеттері.

Дақылдардың түріне байланыссыз астық партиясының мынандай физикалық қасиеттері болады: сусымалдылығы, өзінше сұрыпталуы, қуыстылығы, сіңіргіштігі, жылу физикалық және масса алмасу. Осы аталған қасиеттерге жекеше тоқталып өтейік.

3.1. Астық массасының сусымалдылығы және өзінше сұрыпталуы.

3.1.1. Астық массасының сусымалдылығы.

Астықтың массасының сусымалдылығы деп жазықтыққа бұрышпен орналасқан бетпен қозғалу қабілеттілігі.

Сусымалдылық табиғи сүйір бұрышпен немесе үйкеліс бұрышпен сипатталады. Астықты тегіс еденге белгілі биіктіктен еркін төккенде конус пайда болады. Ол конустың табаны мен бүйірінің арасындағы бұрыш.

 

Табиғи көлбеу бұрыш пен үйкеліс коэффициенттері әр түрлі дақылдардың

астық массалары үшін

 

Дақылдар

Табиғи

көлбеу

бұрышы,

градус

Үйкеліс

бұрышы, градус

Үйкеліс коэффициенттері

Болат

Ағаш

Металл

(болат)

Ағаш

Резина

Тары

20-27

0,31

0,33

0,36-0,40

Бұршақ

24-31

2-14

2-15

0,26-0,33

0,26-0,35

0,27-0,37

Қытай бұршағы

25-32

2-16

3-15

-

-

-

Бидай

23-38

0,35-0,65

0,30-0,58

0,39-0,56

Қара бидай

23-38

0,32-0,58

0,37-0,78

0,45

Жүгері

30-40

-

-

-

Арпа

28-45

20-27

0,38-0,58

0,32-0,70

0,53

Күріш

27-48

-

-

-

-

-

Күнбағыс

31-45

-

-

0,49

-

0,60

Майкене

34-46

-

-

-

-

-

Сұлы

31-54

15-36

18-36

0,40-0,58

0,36-0,78

0,48-0,50

 

 

   Үйкеліс бұрышы деп біз екінші бұрышты айтамыз. Ол бұрыш бойынша а.м. (астық массасы) сырғанай бастайды.

   Өнімдерді жеңіл сусымалды және қиын сусымалды деп екіге бөледі.

   Жеңіл сусымалды астық массасы дәндерінің арасында ішкі үйкеліс коэффициентімен сипатталады. Қиын сусымалды өнімдері бөлшектерінің арасында ішкі үйкелістік және ішкі жабысқыш коэффициенттерімен өлшенеді.

   Өнімдердің жеңіл және қиын сусымалдылығына байланысты ішкі коммуникациялық құбырларда өнімдерді тасымалдап жылжыту үшін табиғи көлбеу бұрыштары мына шамада болуға тиіс:

- өте сусымалды өнім – 25-30 град.

- сусымалды өнім – 30-38 град.

- сусымалды өнімге жақын – 38-45 град.

- байланысқан өнім – 45-55 град.

- өте байланысқан өнім – 55 град.

Сусымалдық қасиетке дәндердің формасы, беткі қабықтарының тегістігі,

бірлігі, толық көлемде қалыптасуы, оның ылғалдылығы, қоспа мөлшері, оның өзгеру шамасына әсер береді. Сусымалды қасиет астық массасын қораптарға, силостарға толтырғанда немесе оларды босатқанда көп зертеліп өзгешелік жақтары анықталынады. Бұл қасиет қойманың еденіне және қабырғасына түсім түсіреді. Сондықтан олардың күштік, үйкелістік және құрылымды-механикалық қасиеттерін зерттегенде ескереді.

 

    3.1.2. Астық массасының өзінше сұрыпталу қасиеті.

   Астық массасының құрамы біртекті емес. Оның құрамында әр түрлі дақылдар, өнімдер, қоспалар, ірі және майдаланған, жетік дамыған дәндерден тұрады.

   Астық массасын қозғалту, жылжыту және електеу кездерінде, қоймаларды, қораптарды және силостарды толтыруда, босатуда ол өзінің біркелкілік құрамын жоғалтады. Оның белгілі бір жерінде құрамында біріңғай көп жиналған бөлшектерден тұратын топтарға бөлінеді. Мұндай үрдістерді фракциялау дейді. 

Бидай астығының өзінше сұрыпталуы

Сапа көрсеткіші

Конустың

жоғарғы жағы

Конустың табаны

Натуралық салмақ, г/л

1000 дәннің салмағы, г

16,3

15,2

Майдаланған дән мөлшері, %

1,8

2,2

Жеңіл қоспа мөлшері, %

0,5

2,1

Арам шөп тұқымдарының

мөлшері, %

0,3

1,0

Жетілмеген дән мөлшері, %

0,1

0,5

 

 

    Силостан астық массасын босатқан кезде алдымен үлкен және ауыр дәнелі дәндер, минералдық қоспалар алдымен түседі. Сонымен жеңіл қоспалар, жетілмеген дәндер кешігіп түседі.

    Силосты босатқан кезде астық массасының босатылу жүйесінің әр түрлі ағыту жолын төмендегі суреттерде көрсетіледі.

 

    А-суретте астық массасын бірқалыпты ағытуда, ең алдымен шығу тесігінің үстінде орналасқан тік қабаттың босатылуы жүреді. Бұл қабатқа біртіндеп ең жоғарғы бүйірде орналасқан қабаттар ілеседі.

    Ортадағы тіреуге ұқсас қабатта астық массаның сапасы басқа қабаттармен салыстырғанда жоғары болады (көлемдік, өзіндік және 1000 дәнінің салмағы, жеңіл қоспалар, шаңдар аздау келеді). Мұндай ағыс көбінесе үлкен диаметрлі силостың қабылдау және босату тесіктері симетриялы ортасында орналасқан кезде кездеседі. Асиметриялы ағыс диаметрі үлкен силостардың қабылдау және босату тесіктері симетриялы орналаспаған жағдайда болады. Бұл схемада астық массасының үлкен тіреу түрінде астығы көп қабаттан жиналған қалыпқа ие болған кезде болады (б). Симетриялы ағыс өте тар силостарда кездеседі (в). Бұл жағдайда астық массасы біртұтас жоғарыдан төмен сырғанайды. Егерде астық массасы ылғалдылығы жоғары болса онда симетриялы ағыс бұзылады. Ғылыми зерттеулердің нәтижесі бойынша астық массасының ағуын екі түрге бөледі: орталық ағын және массалық ағын.

    Орталық ағын деп силостан астық массасының мынандай шығу түрі, силостың қабырғасына байланысты оның төмен қарай қозғалысы болмайды. Өнімнің шығуы оның шығару тесігінің үстіндегі қабаттарындағы тығыздығы төмендеп толық босаңсыған кезде жүреді. Астық массасының ағуы орталық топ тіреу қабаттарында дәндердің орналасу тығыздығы төмендеген кезде болады.

    Ол мына суреттегі түрде жүреді:

 

    Орталық ағынның негізгі принципі – «бірінші кіруде – соңғы шығуда» немесе «соңғы кіруде – бірінші шығуда».

    Массалық ағын деп астық массасының бүртұтас бұзылмай шығу тесігіне қозғалуын айтамыз. Кесінді қимасы жазық түрінде болып бірінші түскен астық массасы бірінші болып силостан шығады.

    Оның схемасы мына түрде беріледі:

 

    Массалық ағын мына түрде жағдайларда болады:

- босату түбі, өте сүйір және беті тегіс;

- босату түбінде орналасқан қабатқа, силостың үстіңгі орта жағынан қысым берілуі болғанда;

- босату тесігі үлкен жағдайда.

    Астық масссасының өздігінен сұрыпталуы оны сақтауда кері әсер береді, себебі силостың әр бөлігінде әр түрлі сақтау жағдайын тудырады.

    3.2. Астық массасының қуыстылығы

    Қуыстылық дегеніміз астық дәндерінің арасындағы пайда болған қуыстардың көлемінің жалпы астық массасының көлеміне қатынасын процент түрде айтамыз.

    Яғни,

    мұндағы: w – астық массасының көлемі;

                     v – астық массасының қатты бөлшектердің шынайы көлемі.

    Бұл формуланы басқа түрде келтіруге болады:

 

    Астық дәні мен тұқымының натурасы және қуыстылығы

Дақылдар

Қуыстылық, %

Натура, г/л

Бидай

Қара бидай

Арпа

Күріш

Сұлы

Қарақұмық

Жүгері

Тары

Бұршақ

Зығыр

Күнбағыс

35-45

35-45

45-55

50-65

50-70

50-60

35-55

30-50

40-45

35-45

60-80

650-840

600-750

500-700

420-550

400-550

500-650

680-820

600-730

700-800

500-680

300-440

 

    Астық массасының қуыстылығы әр түрлі жағдайларда байланысты өзгереді: ірілігі, майда дән және кіші қоспалардың мөлшері, біркелкілік сипаты, ылғалдылық шамасы, дәнінің формасы, бетінің тегістілігі, астық қораптары, силостардың, жай қоймалардың өлшемдері, сақталу уақыты, толтыру әдістері.

    Астық массасының қуыстылығының шамасы көп болса, қойманың сыйымдылығы үлкен болуға тиіс.

    Астық массасының құрамына майда қоспа бөлшектері көп болса, олар ауа қуыстығын толтырып, оның шамасын төмендетеді.

    Қуыстылықтың технологиялық маңыздылығы жоғары: оның шамасына байланысты тездетіп желдету үрдісін жүргізу үшін ауа мөлшерін, аэродинамикалық кедергі қысымын есептеп; сыртқы ауамен желдету, жылы ауамен қыздыру, ыстық ауамен кептіру үрдістерін толық есептеп қажетті қондырғылардың саны мен өнімділігін есептеп анықтайды.

    Қуыстылыққа байланысты астық массасының жылу және ылғал өткізу қабілетін, ауа оттегінің оның ішкі жағына бөлінуін, жалпы сапасын жақсартуға байланысты технологиялық өңдеу әдістерін тиімді жүргізуге (газациялау, дегазациялау), тұқымдық қасиетін жоғарлату, зиянкестері жою т.б.) болады.

    Қуыстылықтың бір ғана теріс әсері бар – ол жалпы микроорганизмдер мен зиянкестердің өсіп дамуына және таралуына жақсы жағдай тудырады. Астық массасының сұрыпталуына байланысты оның қуыстылығы өзгереді, сондықтан әр бөлігінде әр түрлі қуыстылығы пайда болады.

    3.3. Сусымалды материалдың қасиеті

    Элеватор өндірісінде сусымалды материалдар қатарына түгел жүк ағындары жатады. Тек астық өнімдерінің қабатқа салған жүк ағымдарын жатқызуға болмайды. Көптеген ғалымдар сусымалы материалдардың моделін, топыраққа ұқсастырып зерттеудің арқасында теориялық және практикалық қателіктер жіберілді. Сусымалды материалдар дисперсиялық жеке қатты бөлшектер және ауа фазасын тұрады деп қарастыру көп ғылыми және практикалық жаңалықтар әкелді.

    Сусымалды материалдар қатты дене мен газдан құралуын, оның сусымалдығын бейнелейтін коэффициент ретінде оның бөлшектерінің орналасу тығыздығын айтады

мұндағы VT – қатты фаза көлемі, м3

   V – сусымалды материалдың көлемі. Оның шамасы мына аралықта

өзгереді: 0 < К < 1

    Сусымалды материалдың физикалық денелер арасындағы орналасу схемасын мына тұрғыда болады:

 

1 – газ; 2 – түтін; 3 – қалқымалы қабат; 4 – сусымалды материал; 5 – сорбент; 6 – қатты дене.

    Физикалық тұрғыдан сусымалды материал дисперсиялы екі фазадан тұрады, сондықтан әр фазаның өлшемдері бар.

    Қатты фазаның параметрлеріне мыналар жатады: өлшейтін; структуралы (құрылымды), үйкелістік, жылу физикалық, аэродинамикалық, электрофизикалық.

    1. Өлшейтіндерге: ұзындық, ені, қалыңдығы, жазықтық беті, көлемі, т.б. яғни гранулометриялық және грануломорфологиялық өлшемдерін жасайды. Гранулометриялық: dfi=f(xi)di;

    xi - di,, mi , Si , li , bi , ai т.б.

 

    орта арифметикалық

 

    дисперсия

    жеке дисперсиялық шамасы

    грануморфологиялық

    Газалық фазасы параметрі екі топқа бөлінеді:

    Өзінше өлшемдері – газдың тығыздығы мен тұтқырлығы;

    Газдың басқа денелермен қатынас әрекеті болғандағы өлшемдері – реакцияның тұрақты жылдамдығы, энергия активизациясы, коэффициент диффузиясы, жылу реакциясы.

    Сусымалы материалдардың физикалық моделі деп түрдегі постулаттарды айтамыз, яғни ол дискреттік статистикалық система ретінде мына жағдайда болады:

    - кішкентай элементарлық көлемі. Одан аз көлем мөлшерінде сусымалды материалдар ретінде физикалық тұрғыдан оның өмір сүруі тоқталады;

    - үлкен көлемі сақталатын ыдыстың өлшемімен анықталады;

    - әр қабатта орналасқан сусымалды материал бөлшектерінің саны белгілі бір тұрақты шамада болады;

    - екі қатарлас қабат арасында ең аз потенциалды энергияның айырмасы бар.

    Сусымалды материал дискреттігі әр қабаттағы сусымалды материал дискретті потенциалдық энергиясын көрсетеді.

    Сусымалды материалдың қабаттарында мына қатынас болады:

 - сызықтық өлшемдерінің өзгерісі;

 - өзіндік қысым өзгерісі;

    А – тұрақты; бұл шаманы қолданғанда орналасу тығыздығы және қысым деген түсініктерді пайдаланады.

    Сусымалды материалдың мына өлшемдері бар:

      өлшемдері:                                                            сипаттамасы:

1. Орналасу тығыздығы                 бөлшектердің қозғалу

                                                         мүмкіншілігін сипаттайды;

2. Өзіндік салмағы                          гравитациялық күш шамасын;

 

3.Гранулометрия және                   потенциалдық энергияның

грануломорфология                     кваннтық аз шамасын;

4.Бөлшектердің бетіндегі                 үйкелістік күштің шамасын;

үйкелістік байланыстар

5. Астық массасының қабат             қайта туу энергиясының

биіктігінің ыдыстың еніне            шамасына;

қатынасы (Н/В)

 

Сусымалы материалдың қасиеттері мына математикалық өрнекпен 

сипатталады:

 

- сусымалды материалдың қасиеттері

 L- оператор ;

- сусымалды ансамбльдің өлшемдері;

- фазалар өлшемі.

Сусымалды материалдың қасиеттері екі топқа бөлінеді .Бірінші топтағы

қасиеттерге мыналар жатады: құрылымды –механикалық, күштік және фракциялық

(үйкелістік).Екінші топқа: жылу физикалық, электрофизикалық және

аэродинамикалық қасиеттер.

Бұл пәнде тек бірінші топтағы қасиеттерге тоқталамыз.

 

Құрылымдық механика қасиеті

Бұл қасиет сусымалды материалдың бөлшектерінің орналасу тығыздығына және

оның қозғалғыш қабілетіне көп байланысты. Бұл қасиет статистикалық ансамбльдің туу

себептерін дұрыс түсіндіреді.

Пуассонның эквиваленттік коэффициенті структуралы механикалық қасиеті сан

жағынын дұрыс бейнелейді.

 

;

 

Егер қарай өзгерсе, онда  бұл тұрақсыз структураның пайда болу

жағдайын көрсетеді, егер  сусымалды материалдың статистикалық

ансамблінің тууын түсіндіреді. Егер - cусымалды материалдың тұрақты

құрылымы пайда болады.

 

Күштік қасиеті

Сусымалды материалдың ішіндегі күш қасиетінің пайда болуы, ыдыстың

өлшемдерінің қатынасына байланысты.Осыған байланысты ыдыстар мына екі топқа

бөлінеді: 1 және >1.

Сусымалды материалдың ішінде күш әсерінің <1 қатысатындағы берілу әсері

 

 

Сусымалды материалдың қабырғаға қысымы

 

Қабырғасы АВ, ұзындығы 1м келетін ыдысты қарастырымыз, ол сусымалды

материалды қоршап тұр.

Біз АВ қабырғасына dx-ке сәйкес аз жылыту береміз. АВС көлемдегі сусымалды

материалдың АС құлау (бұзылу) жазықтығымен белгілі бір қозғалыста болады.

Құлау жазықтығының орнын сусымалды материалдың қабырғаға ең үлкен қысым

жасау жағдайымен анықталады.

АВС призмасын тепе-теңдік күйде тұр санап, одан АВ және АС жазықтықтарына

түсетін қысым күштерінің бағыттарын табамыз.

ВDС жазықтық бетпен қоршалған АВ қабырғасымен ұсталып тұрған сусымалды

 материалдың тепе-теңдік жағдайдағы күйін қарастырасмыз.

А нүктесі арқылы ішкі бұрышымен АD нақ түзуін жүргіземіз. Сусымалды

материалдың құлауы АС жазықтығымен болады, оның бұзылу бұрышы - .

Призманың салмағыG деп белгілеп, мына математикалық өрнекті  жазамыз:                

                        G=nлАВС

Мұндағы  – сусымалды материалдың көлемдік салмағы.

Призманың салмағы қабырға жазықтығына түсетін Р қысыммен (реакция күшімен)

және бұзылу жазықтығына бағытталған R реакция күшімен теңдеседі.Ол күштердің

бағыты сол жазықтыққа жүргізілген перпендикулярмен  және бұрыштарының

шамасымен анықталынады.

АВ қабырғасының жазықтықпен жасайтын бұрышы белгілі болғанда оның тіп

тіке сызықпен жасайтын  бұрышының шамасын табуға болады.

 

 

Бұдан .

R күшінің тіп-тіке сызықпен арасындағы бұрыш  тең. Ол бұдан түсінікті

 болып тұрады:

Синустар теоремасының негізі бойынша күш шамамен көрсетілген үшбұрыш

 арқылы мына теңдік өрнекті жазуға болады:

 

= ;

 

.

Осы өрнекті сусымалды материалдыңН/В ыдыс қабырғасына жасаған қысымы (Р)

– ол құлау призмасының салмағына , оның ішкі үйкеліс бұрышына, қабырғаның

реакция берген күшінің бағытына ( ) және бұзылу жазықтығының бұрышына

байланысты екенін көрсетеді.

Ыдыс Н/В болған кезде сусымалды материалдың қысым жасау механизмі

Терең ыдыста сусымалды материалдың қысымы өзгеше болады. Бұл жағдайда

қысымды екі түрде қарастырамыз: жазықтық және биіктік. Бұл екі қысым арасындағы

байланысты математика өрнегімен жазуға болады:

 

мұнда r – радиус, z – қабат биіктігі.

 – Босату бүйірінің коэффициенті

Сусымалды материалдың терең ыдыста қозғалысы кезінде бөлшектердің орналасу

тығыздық коэффициенті  - дан - ге дейін өзгереді.

Шет жағында ыдыстың:

Сонда 6- теңдік мына түрді қабылдайды:

 

                               (7)

Бұл теңдіктен жазықтық күші барлық уақытта сол қабат үшін тұрақты, ал биіктік күші

тура сызықтық заңға байланысты өзгереді.

 

Фракциялық қасиет

Сусымалды материалдың ішінде энергияның берілуі ол үйкеліс күшіне көп байланысты

болады.

Тығыздық коэффициенті мен үйкеліс коэффициентінің арасында байланыс бар, ол

мына өрнек бойынша көрсетіледі:

 

.

Сусымалды материалдың тығыздық коэффициентінің өзгерісіне байланысты үйкеліс

күші анықталады.

Үйкеліс коэффициенті сонымен қатар силостың ішіндегі астық қабатының биіктігіне

де байланысты болады. Ол мына формуламен шешіледі:

 

тұрақты; Н – биіктігі.

Аэродинамикалық қасиет

Сусымалды материалдың аэродинамикалық қасиеті оның ішіндегі бос ауа кеңістігіне

және бөлшектердің орналасу орнына байланысты .

Сусымалды материалдың ішіндегі бос ауа кеңістігі мына формуламен анықталады:        

мұнда V- сусымалды материалдың көлемі, .

Сусымалды материал қабатының аэродинамикалық кедергісі былай есептелінеді:

 

Мұндағы гидравликалық кедергі коэффициенті;

 қабат қалыңдығы;

 бос каналды радиусы,м;

 газ тығыздығы,кг/

 бос канал ішіндегі газ жылдамдығы,м/с

 

 

 – бос каналдың көлемі;

 сусымалды материал бөлшектерінің сыртқы бетінің ауданы, .

Н/В ыдыстағы қозғалмай тұрған сусымалды материал қабатының аэродинамикалық       кедергісі мына өрнекпен табылыды:

- сусымалды материалдың биіктігі;

- газ жылдамдығы,м/с;

-тұрақты сандар (астық үшін )

 

 

 2) Ағынды сусымалды материалдардың кинематикасы

 Сусымалды материалдың ағынды қозғалыстары мына түрге бөлінеді:

• көлбеу құбыры және каналдары толық толтырылмаған ағынды қозғалыс;

• көлбеу, тік құбыры және каналдары толық толтырылған ағынды қозғалысы;

• сусымалды материалдың ыдыс түбіндегі немесе бүйіріндегі орналасқан тесігінен

ағуы;

Осы қалыптағы қоғаластар байланысқан немесе байланыспаған түрге бөлінеді

Қозғалыстың байланысқан түрлері:

 

 

а – бүкіл биіктік бойынша ағынды қозғалас;

б - жоғары жағында ғана қозғалыс

 

байланысқан қозғалыс; СВ – байланысқан қозғалыс.

 

В – орталық жағында қозғалыс.

Үзілмейтін ағынды қозғалыс болу үшін ыдыстың ең кіші диаметрін

табу керек.

 

Мұнда a,b – тұрақты сандар (a=4,5;b=0,22)

        бөлшектердің ең үлкен көлемі,м.

Ағынды қозғалыс мына жағдайда үзіледі:

 

 

 B –тұрақты сан, ол сусымалды материалдың қасиетіне байланысты.

- гидравликалық радиус.

Үзіліс мына жағдайда болмайды:

 

 мұнда:  сусымалды материалды кіргізген конструкциялық элементтің миделдік кескінді алаңы;

         бөлшек заттың кескінді алаңы;

        F- ағынды қозғалыстың кескінді алаңы.

  Сусымалды материалдың ыдыстан ағу шығымы мына формуламен есептелінеді:

 

5. Сусымалды материалдың ыдыстың түбіне және қабырғасына түсіретін қысымы

1. Ыдыстар өлшемдерінің қатынасы  Н/В  тең жағдайы

Бұл жағдайда  қысымын анықтау үшін және G бұзылу призманың салмағын табу керек. Ол үшін келесі суретті қарастырамыз.

 

Біріншіден acd үшбұрышын үлкен АСD бұрышының үстіне саламыз, ad-AD

бойында жатуы керек.

Екішіден В нүктесінен ВН\\АD;МВ\\АО және KL\\cd түзулерін жүргіземіз.

Осыдан ВК мен АВ қабырғасының арасындағы пайда болған бұрышты қарастырамыз: 

Осыдан 𝜉= ,бірақα=β -  , сондаξ =φ - ;

ВК - бағыттаматүзусызықдепатайды.

Ең үлкен сусымалы материалдың қысымын белгілі теңдіктің бірінші туындысын табу

арқылы шығарамыз.

 

Теңдікті 𝙶 арқылы шешіп басқа өрнек түрінде жазамыз:

2) Теңдіктіңоңжағынгеометриялықәдіспентабамыз. Олүшінθ-ԁθөзгертеміз. Сонда ԁθ- ,оныңшамасы

секторларыныңалаңымынағантең :

ал∙

ԁ𝙶= - пл γ = dθ.

Сонда G=

3)С нүктесінен СF түзуін AD түзуімен α- теңбұрыш жасайтындай етіп жүргіземіз. С нүктесінен АD түзуіне перпиндикулярын түсіреміз.

ACF үшбұрышынан синустар теоремасына сүйеніп мына қатынас теңдікті жазамыз:

 

Ал  үшбұрышынан

тең.

Осы көрсетілген өрнектерді жоғарғы теңдікке қойып, оның жаңа түрін шығарамыз.

бірақ

одан G=𝛾алABF немесе G=γалАСF

бұдан ал АСВ=алАВF.

Жалпы алғанда ыдыстың қабырғасына ең үлкен қысым түсу үшін бұзылатын призманың

табанының үш бұрышының ауданы күштік үшбұрыштың ауданына тең болу керек.

Сонда

2. Сусымалды материалдың беті жазық, ыдыс қабырғасы тік, сонда

 

 

 

Қабырғаға түсетін қысымды анықтау

 

                                      

3.

сонда

Ыдыс өлшемдерінің қатынасы Н/В

Өткен лекциядағы қаралған теңдік сусымалды материалдың ішіндегі күштің пайда

болу механизмінің тыныштық күйде жағдайын білдіреді. Бұл кезде сусымалды

материалдың түрі қатты дененің күйіне жақындау келеді.

Ыдыс ішіндегі материалдың z тереңдіктегі dz қалыңдығы бар қабатты

қарастырамыз. Бұл элементарлы қабатқа мына күштер әсер етеді:

жоғары қабаттан түсетін қысым

Q=q  мұнда S – жазықтық қимасының алаңы,  тереңдігіндегі жоғарыдан тік

түсетін бірліктік қысым;

⦁ қабаттың жеке салмағы -

⦁ төменгі қабаттың реакциясы – , мұнда - тік бірлік қысымының  биіктігіндегі өзгерісі;

⦁ элементарлық қабаттың ыдыс қабығасына жасайтын үйкеліс күші -

мұнда  тереңдегі бірлік жазықтық қысым;

            жазықтық қимасының периметрі, м;

            сыртқы үйкеліс коэффициенті.

Сусымалды материалдың элементарлық көлемі белгілі тыныштық күйінде

тұрған шақта оған түсетін барлық күштердің тік осіне түсірілген проекцияларының қосындысы нольге тең.

Осыдан

Өткен лекциядағы теңдікті ескеріп

 мұндағы n,b тұрақты сандар, оларды жоғарыдағы теңдікке қойып:

 Теңдікті интеграция жасап, мынау шығады:

ln( +C)

Бастапқы жағдайға байланысты

С шамасын теңдікке қойсақ:

 немесе

Бұл теңдіктен  табамыз, сонда

 

Бұл теңдіктермен ыдыстардың қимасы тұрақты болғанда қолданылады. Ал сонымен қатар ыдыстың әр түрлі қималары барлары үшін b шаманы ыдыстың гидравикалық радиусы арқылы өрнектейді:

 

а- тұрақты сан.

Осыларды ескере отырып, Янсеннің жалпыланған формуласын табамыз:

q және р қысымын тездетіп анықтау үшін профессор Д.В.Шумский өз номограммасын жасап шығарды. Номограмма мына шамаларды ескеріп жасалынды.

 

 

Қысым шамасын анықтайтын номограммалар

 

Белгілер:

S – силостың қимасының ауданы;

L – силостың қимасының периметрі.

 

Н – силостың толтыру тереңдігі.

 

 

 

Кіші қабат көлеміндегі сусымалды материалға түсетін күштер

а - тыныштык кезшдеп кабат
б - козгалыс кезшдеп кабат

 

                               Зерно

                 Жазықтық қысымын басқару схемасы

 

Толғамалы қозғалыс кезіндегі жазықтық және биіктік тік қысымның шамасы басқа формуламен табылады.

Төменгі қабаттан туатын қысым:

 

 

R – ыдыстың радиусы;

r- ағымалы кездегі радиус.

Жоғарғы қабаттан туатын қысым - q2(z)

Тік тусетін салмақ күші осы екі қысымның айырмасына тең.

 

Сусымалды материалды шекті қысым туған шағында қарастырсақ, онда

Көптеген математикалық өрнектерді түрлендіру арқылы мына қорытынды формулаларды тапты:

 

Мұндағы:

Егер де α  болса, онда:

 

 

    Мұнда :

 

Бұл қысымдар байланысты анықталады.

 

Сусымалды материалды ыдыстан шығарар кезде кысымды осы номограммамен аньқтайды.

Басқа өлшемдегі ыдыстарға сусымалды материалды куйган кезде ондагы кысымды мына өрнектерді номограммадан алатын шамамен байланыстырып табады:

                      

 

Астьқ массасының сіңіргіштік (сорбциялық) касиеті

Бұл касиет деп астыктың сырткы ортадан әртурлі заттың буын сіңіріп алуы (сорбция) (газдар) немесе оларды шыгарып тастау (десорбция) қабілетін айтады. Бул касиет барлык дакылдардың дэндері мен тұқымдарында болады. Сорбцияльқ қасиет дәннің бойындағы капилярлар мен бос куыс кұрылымдарының болуынан жене астык массасының куыстылыгынан деп түсіну қажет. Астьқ дәні мен тукымының кұрылымын зерттеудің нәтижесінде олардың макро жене микрокапилярлары, клеткасы мен терілерінің арасында орналаскан. Олардың макропорырыларының диаметрі 10-3 - 1014см, ал микропорының 10-3 – 10-7 см. Макро жэне микропорыларының ішкі бет қабырғасында актива кабаттар газ бен бу молекулаларымен сорбция мен десорбция үрдістерінде болады. Активті беттермен қысымдалған түрде булар жене газдар журеді. Дәннің капилярлар ішіндегі активті беттері бірнеше дәрежеде дәннің өз бетінен артық келеді. Астыктьң сорбцияльқ касиеті оны өңдеу және сақтау үрдістерінде үлкен орын алады.

 

Бидай ағынының сорбциясы мен десорбциясы

 

Күріш астығының сорбциясы мен десорбциясы

Бидай ұнының сорбциясы мен десорбциясы

Ауа қатынас ылғалдылығы(70%) болғанда жаздық жоңышқа дәнінің сақтау ұзақтығына және бастапқы мөлшеріне байланысты ылғалдылығының өзгеруі

Дән мен тұқымның теңбе – тең ылғалдылығының сызбасы

Жаңа жиналған бидай мен қара бидай дәндерінің сақталу уақыты байланысты өзгерісі

Иісі шыққан, ылғалданған астық массасын сақтау және өңдеу үрдістерін жүргізген кезде пайда болған жағдайлардың бәрі осы сорбция қасиетіне байланысты түсіндіріледі. Астықты кептіру, салқындату, газациалау, дегазациялау, зақымдастыру үрдістерін ұтымды тәртіппен жүргізу осы қасиеттерді ескере отырып ұйымдастырады.

Әсіресе астық массасының гигроскопиялық қасиетін оны сақтау мен өңдеу кезінде ескерген жөн. Астықтың гигроскопиялық қасиеті оның ауадағы ылғалды өзіне сіңіру немесе өзінен бөліп шығару қабілетін айтады. Астық массасының сыртқы қоршаған ортамен байланысы артқанда оның ылғалдылығы үздіксіз озгеріп отырады. Ол белгілі – бір тепе – теңдік жағдайға жеткенге дейін болады.

Астықтың тепе – теңдік ылғалдылығы деп бұл ылғалдылықта астық ылғалдылығында өзгеріс болмайды.

Астықтың ең үлкен Тепе – теңдік ылғалдылығы оны қоршаған ортаның қатынаты ылғалдылығы 100% жеткен кезде болады.

Осыған байланысты астықтың абсолютті және қатынасты ылғалдылығы болады.

Қатынасты ылғалдылық (w) былай анықтайды:

 

Мұндағы (w) – қатынасты ылғалдылық, %

- - Ылғалдылық массасы

- -Құрғақ затының салмағы

Абсолюттік ылғалдылық (Wa,%) – ол ылғал массасының оның құрғақ затын қатынасын жүзге көбейтеміз:

 

Бір бөлшекті екіші бөлшекке бөлу арқылы мына өрнектелген есептеу формуласын шығарамыз:

 

Астық массасының ішінде ылғалдылықтың бөлінуі көптеген факторларға байланысты болады. Ұсақ ұрылған, жетілмеген дәндердің ылғалдылығы өте жоғары келеді. Олар сондықтан микроорганизмдер мен зиянкес жәндіктердің даму ортасына айналады.

Жылу физикалық және масса айырбастау қасиеті.

 Бұл астық массасының қасиеттерін зерттеген кезде оны өңдеуде және сақтауда көп қолданылатын ұғымдар: жылу сыйымдылығы, жылу өткізгіштігі және жылу ылғал өткізгіштігі қолданылады.

Астықтың жылу сиымдылығы құрғақ зат пен судың жылу сиымдылығының қосындысының орташа тартылған шамасымен анықталады.

Яғни мына формуламен есептелінеді:

 

Судың жылу сиымдылығын бірге тең деп қабылдап, Өрнектеуден кейін мынаны шығарамыз:

 

Жылу сиымдылығы астықты қыздыру үшін қанша мөлшердегі жылудың шығымдалуын көрсетеді. Оның ылғалдылығының өсуіне байланысты жылу сиымдылығы 1550Дж/(кг*К) болса, ал суының жылу симымдылығы 4190Дж/(кг*К) тең.

Жылу өткізгіштік коэфициенті – Фурье теңдеуінің пропорционалдық коэфициенті. Q жылу шамасын мына формуламен есептейді:

 

Мұндағы λ – жылу өткізгіштік коэффициенті; Т/ Х – температура градиенті, град/м; F – жылу жүретін канал кесіндісінің алаңы, м2;  - ауыстыру уақыты, сағ; q - жылу ағынының

тығыздығы,Дж/(м2*сағ).

Астық дәнінің жылу өткізгіштігі оның жылу өткізгіштік кабілетін сипаттайды. Дәннін жылу өткізгіштік коэффициентінің шамасы 0,2...0,13Вт/(м*К) аралығында ауытқиды, ал мысты алсақ 300...390, болаттыкі 44 – 68 Вт/(м*К) шамада өзгереді. Астықтың ылғалдылығы өскен кезде оның жылу өткізгіштігі көтеріледі.

Температура өткізгіштік коэффициенті α(м2/с)- астық дәнінің

жылуинерциялык касиетін бейнелейді, былайша айтканда оның кызу немесе салқындау жылдамдығы.

    Ол жылу өткізгіштік коэффициенті , өзіндік жылу сыйымдылық С және дәннің тығыздығы р байланысты

    Бұдан айтатын қорытынды, неғұрлым дәннің өзіндік жылу сыйымдылығы мен тығыздығының көбейтіндісінің шамасы көп болған сайын астық массасы соғұрлым жай салқындап немесе жай қызады.

    Астық массасының температура өткізгіштік коэффициенті (1,7. . . 1,9)х10-7 м2/с шамасында болады, ол судың температура өткізгіштігінен (1,4 х 10-7 м2/с) жоғарырақ, ауаның 20оС температураға сәйкес кезінде.

    Осыған байланысты астық массасының ішкі қабаттарының температурасы аз өзгереді, ол бір жыл бойы бір деңгейде тұрады. Астық массасының жылу және температура өткізгіштігінің төмен шамасы астықты сақтауға қолайлы болады, осыған байланысты жылы уақыт жылдарында оның ішінде төменгі температураны ұстап тұруға болады, ол физиологиялық үрдістердің жүруін тежеп ұзақ уақытқа дейін созады.

    Дәннің жылуылғал өткізгішітігі

    Астықтың ішкі қабаттарында ылғалдың жылжуы айырмашылық температураның пайда болуының салдарынан болады. Астықты сақтау кезінде оның ішіндегі ылғалдың бағыт алып қозғалуы жылу ағынының бағытына сәйкес өте көп қызған жерден аз қызған жаққа қарай жүреді.

    Жылуылғал өткізгіштігінің екпінділігі термоградиенті коэффициентімен сипатталады. Ол қандай ылғал градиенті бірге тең температуралық градиентке сәйкестігін көрсетеді. Астық массасының ішіндегі ылғалдың бір орыннан екінші бір орынға жылжып қозғалу құбылысы көбінесе күзгі-қысқы және көктемгі-жазғы кезеңдерде оның ішкі және сыртқы бет қабаттарындағы температураның айырмашылығы көп болғанда ескеру қажет.

    Мұндай біркелкісіз астық массасының әр жерінде, әр қабатында болуына байланысты жағдайлар мына себептермен туады: қойманың қабырғасы күн сәулесімен біркелкі қызбауынан, жылу астықты суық асфальттаған еденге төсеуден, суық тас қабырғаларға тиіп орналасуынан т.б.

    Бұл кездерде осы аталған жағдайларға байланысты бір жерде ылғал мен жылу жиналып, астықтың өздігінен қызу үрдісіне әкеледі, одан сапасы төмендейді (дән ұрықтанады, тұқымдық, нандық т.б. қасиеттері төмендейді).

    Болдырмайтын жағдайларды тудырмау үшін астық массасының ылғалдылығы мен температурасын белгілі бір уақыт аралығында тексеріп тұруды талап етеді.

    4. Астық массасында болатын физиологиялық үрдістер

    Астық массасын бүкіл тірі организмдердің өмір сүру жағдайы бірдей жиынтығынан құрылған деп қарастыруға болады. Астық массасының тірі компоненттер түрінде құрамына кіретіндер: негізгі дақылдар, арам-шөптер тұқымдары, микроорганизмдер, зиянкес жәндіктер.

    Осы аталған тірі компоненттерден тірі тіршілігінің арқасында үрдістер жүріп жатады. Оны жалпы мағынада физиологиялық үрдістер деп атайды. Осы үрдісті білу арқылы оны басқарып астық массасының шығымын азайтып және сапасын арттыруға болады. Дақылдардың дәні мен тұқымының тұқымдық, технологиялық, азық-түліктік қасиеттерін сақталу уақыттарынан оның ұзақтық сақталуы деп атайды. Ұзақтық сақталу уақытына байланысты: биологиялық, шаруашылықтық және технологиялық деп бөледі.

    Биологиялық уақыт деп бұл кезеңдерде тұқым дәні өзінің бір даналық түрінде өсіп шығу қабілетін жоғалтпайды. Шаруашылық сақтау ұзақтығы бойынша тұқым дәндері өзіндік тұқымдық қасиеттерін жоғалтпай, стандарттар талабына сәйкес келеді.

    Астық массасының технологиялық сақталу ұзақтығы деп оның негізгі ұндық, нандық, макарондық, яғни тамақтық, құрама жемдік қасиеттері толық сақталады. Бұлардың сақталу ұзақтығын салыстырғанды ең ұзақтауы – технологиялық, одан соң шаруашылық болып орналасады.

     Тұқымдардың биологиялық сақталу уақыты үш топқа бөлінеді: микробиотика, мезо жәнемакробиотика.

    Микробиотика бойынша тұқым үш жылға дейін, мезобиотика 3 жылдан 15 жылға, ал макробиотика 15 жылдан 100 жылға дейін сақталады. Көп дақылдардың тұқымдары мезобиотика тобына жатады. Ең ұзақ сақталатын тұқымның қатарына бұршақтар, сұлы, бидай, арпа, жүгері, ең аз уақытты қара бидай мен тары.

Дақылдардың тұқымдық, ұндық, жармалық, нандық, макарондық қасиетттерін жоғалтпау көптеген факторларға байланысты: ол астық бастапқы сапасы және сақталу жағдайы (температураның тез арада өзгеруі, механикалық зақым, оттегінің жеткізу дәрежесі т.б.). Практикалық жүзде 10 жыл ішінде белгілі талаптар бойынша сақтағанда астық дақылдары технологиялық қасиеттерін жоғалтпайды.

Астық массасында өтетін физиологиялық үрдістерге мыналар жатады: демалуы, орудан кейін пісіп жетілу және ұрықтанып өсуі.

Демалуы. Астық массасында демалу үрдісінің жүруіне байланысты органикалық заттар өзгеріске ұшырап ыдырайды. Олардан қант түрдегілер ыдырап және энергия бөлініп, ол организмнің өмір сүруіне жұмсалады. Астық массасының аэробты және анаэробты демалу түріне бөлінеді.

Аэробты демалу кезінде оттегі керекті мөлшерде қолданып, мына тұрғыдағы химиялық реакция жүріп, жылу бөлінеді:

С6Н6О6+6О2 6СО2+6Н2О+674*4,19*103,(кДж)

Анаэробты демалыс кезінде оттегі қатыспайды, қанттық зат мына түрде ыдырайды:

    С6Н6О6 2СО2+2С2Н5ОН+28,2*4,19*103,(кДж)

Демалу коэффициенті астық массасының демалу екпінділігін көрсетеді:

Кдем

Бұл формула бойынша бөлінген көмір текті газының көлемін оның бөлінген оттегі көлеміне бөлумен анықталады. Кдем=1кезде бұл үрдіс аэробты түрде жүреді. Егерде демалуға қанттан басқа оттегі толығырақ қышқылдар пайдаланса (изавелевая, винная), онда Кдем=1 болады.егерде демалу үрдісі оттегісі аз заттардың ыдырауы негізінде (май қышқылдары) жүрсе, онда май қантқа айналады (май тұқымды дақылдар), бұл кезде оттегінің сіңіру көлемі, бөлініп шығатын көміртекті газының көлемінен көп болады. Кдем коэффициенті бірде аз болады. Астық массасының демалу үрдісінде гексоздық бөлінуінің кезінде ылғал мен энергия жылу түрінде пайда болады. Демалу кезінде дәнні ылғалдылығы, температурасы өзгереді, сонымен қаар қуыстық ішіндегі газдың құрамы және күй жағдайы өзгеріске ұшырайды.

Астық массасының екпінді демалу кезінде, осыған ықшамды жағдай кезінде құрғақ заардың шығымы көбейеді, орны толмайды. Сақтау кезінде заттың массасының жоғалтуын абиғи азаю деп аайды.

Астық массасының екпінді дем алуы қажет емес? Оның арқасында жылу мен ылғал көптеп бөлінеді. Ылғал дәнге сіңеді, қуыстық арасында ауаның қатынасты ылғалдығы жоғарлайды. Бөлінген жылу астық массасының темпераурасын жоғарлатады. Осы екпінді дем алыс жылу мен емпераураны жоғарлаып асық массасының өздігінен қызуына алып келеді және оның массасын төмендетеді. Демалу кезінде отегімен демалып, көміртегі газды бөліп, оның ауа құуыстығы олып, аэробикалық демалу түрі анаэробикалық түрге ауысады. Осы кезде сақтаудағы астық массасының ішінде этильдік спирт жиналып оның тұқымдық қасиетін төмендееді. Сондықтан сақтау кезінде астық массасының ішінде бұл үрдістің жүруіне тежеу салып оны бір деңгейде ұстау қаже.

    Асықты орудан кейін пісіп жетілу

Жаңа орылған астық массасындағы дәндердің ылғалдығы және пісіп жетілуі бірдей емес, сондықтан оларда физиология – биологиялық және микробиологиялық екпінділік болады және ондағы үрдістерді ездетіп жүргізеді. Сонымен қаар ұрықану энеогиясы және өсіп қабілеттілігі өмен болады. Сондықтан жаңа жиналған астық массасының технологиялық қасиеті қалыптаспаған және одан құрылған партия сақтауға төзімсіз. Жиналған асық массасы сақтау кезінде біртіндеп үрдістердің жүруі арқасында биологиялық синтездің болуы мен пісіп жетілуі болады. Бұл кезеңде дем алу екпінділігі, ферменттердің іскерлігі, қант, азотық қосылыстары қышқыл саны азаяды. Соның арқасында басқа биологиялық үрдістер болып асықың химиялық құрамы өзгереді. Пісіп жетілу кезінде дәннің құрамындағы белок,