Технологические свойства семян.

При проектировании и расчете рабочих органов посевных машин необходимо учитывать лишь те свойства семян, которые оказывают существенное влияние на характер их высадки в почву. К таким свойствам относятся: форма, размеры, плотность и масса, сопротивление деформациям, фрикционные и аэродинамические свойства семян.

Форма семян может быть эллипсоидная, шаровидная, чечевицеобразная, пирамидальная.

Размеры характеризуются длиной l, шириной b и толщиной δ. Длина семян зерновых культур изменяется в пределах от 4 мм (яровая пшеница) до 18,6 мм (овес). Ширина семян зерновых культур изменяется от 1,4 до 4 мм; пропашных культур – от 1,5 до 11,5 мм. Толщина семян зерновых культур от 1 до 4,5 мм; пропашных культур – от 1,5 до 8 мм.

Плотность ρ определяется отношением массы семени к его объему. Чем больше плотность семян, тем выше полевая всхожесть. Плотность семян колеблется от 1 (овес) до 1,4 (горох) т/м³; для зерновых культур 1,33..1,52 т/м³. На ее значение влияют влажность и химический состав семян.

Абсолютная масса семян – это масса 1000 семян в граммах, что соответствует средней массе одного семени в миллиграммах. Она у зерновых культур колеблется от 20 грамм до 200 грамм (горох). Чем выше абсолютная масса семян, тем больше в них запас питательных веществ, и такие семена дают более высокую урожайность.

Объемная масса семян (натура) ‑ это масса семян в объеме, равном 1 л. Натура семян колеблется от 300 г/л (овес) до 880 г/л (озимая пшеница). Объемная масса учитывается при проектировании емкостей сеялок и определяется их абсолютной массой G_a и коэффициентом заполнения объема К_пл, представляющим отношение фактической массы единицы объема зерна (1л семян в граммах) к теоретической массе того же объема G_T.

где G_H - натура, G_T - теоретическая масса.

Значение коэффициента заполнения объема для зерновых культур колеблется в пределах 0,58-0,65.

Прочность семян определяют исходя их нагрузок, вызывающих их травмирование со снижением всхожести и урожайности. Этот показатель для семян пропашных культур 49…59 Н.

Упругость семян характеризуется коэффициентом восстановления при ударе, то есть отношение нормальных составляющих скоростей семени до и после удара о поверхность. Этот коэффициент, например для гороха, равен 0,3…0,42.

Фрикционные свойства Основной вид трения семян – трение скольжения.

Динамический коэффициент внешнего трения f_ддля семян пшеницы по различным материалам составляет 0,3…0,5. Со статическим коэффициентом f_ст он находится в соотношении f_д= (0,6-0,7) f_ст. Коэффициент внутреннего трения семян зерновых культур f” = 0,44-0,57.

Аэродинамические свойства семян характеризуются коэффициентом сопротивления, скоростью витания и коэффициентом парусности. При воздействии на зерно воздушным потоком коэффициент сопротивления определяется выражением:

где: G – вес зерна, кг; ρ – плотность воздуха, кг/м³; F ‑ площадь проекции зерна на плоскость, перпендикулярную направлению воздушного потока (миделево сечение зерна), м²; ν_кр – скорость витания, м/с.

Скорость витания:

Коэффициент парусности:

где: γ – объемный вес зерна, кг/м³.

Критические скорости для семян зерновых культур находятся в пределах от 8 до 11,5 м/с, для подсолнечника - от 4 до 14 м/с, тимофеевки – от 1,8 до 6,0 м/с. Коэффициенты сопротивления и парусности зависят от формы тела, его поверхности и от состояния среды, в которой находится частица. Рассчитываются по скорости витания, которую получают экспериментально.

Угол естественного откоса ‑ это угол между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении части зерновой массы на горизонтальную плоскость. На величину угла естественного откоса влияют такие факторы, как форма, размеры, шероховатость зерен, влажность, наличие примесей, а также от состояния поверхности, по которой самотеком перемещают зерновую массу. Угол естественного откоса изменяется от 28 до 40⁰ при критической влажности зерна 14..15%. Наименьшим углом естественного откоса, т. е. наибольшей сыпучестью, обладают зерновые массы, состоящие из семян шарообразной формы с гладкой поверхностью (горох, просо).