Лабораторная работа N 2.3.34

Анализ линейных размеров зерновой смеси


Лабораторная работа N 33
Лабораторные занятия
Лабораторная работа N 35

1. Цель работы.

Получить опытным путем линейные размеры (длину, ширину, толщину) компонентов зерновой смеси; определить расчетом или с использованием ПЭВМ вероятностные характеристики распределения компонентов смеси; выбрать форму и размер отверстий решет или ячеек триера для разделения исследуемой смеси.


К началу страницы

2. Лабораторное оборудование.

Для выполнения работы требуется линейный классификатор или штангенциркуль, решетный классификатор с набором решет.


К началу страницы

3. Краткие сведения из теории.

Различие в линейных размерах семян основной культуры и засорителей используется при выборе средств очистки и сортировки. Путем анализа, например, длины всех компонентов зерновой смеси можно определить их числовые и построить графические характеристики, выбрать триеры для разделения.

При выполнении расчетов предполагают, что линейные размеры смеси являются случайными величинами с нормальным законом распределения:

где
Xi cp - измеряемый параметр;
mx и x - соответственно среднее значение размера и его среднеквадратическое отклонение;
e - основание натурального логарифма, = 3,14.

При этом считают, что изменения любого размера находятся в диапазоне 6 x, т.е. Xmax = mx + 3 x и Xmin = mx - x.

Числовые характеристики определяются выражениями:

где
К - число классов, К = 1 + 3.32*lg N.
Значение К округляют до ближайшего целого числа.
Xi cp = (Xi н + Xi к) / 2 - середина 1-го класса;
Pi - частность;
N - число измеряемых величин.

Графические характеристики случайных величин выражаются:

Принимая во внимание, что линейные размеры смеси подчиняются нормальному закону распределения, теоретическую плотность распределения можно получить и с использованием табулированной функции, при этом


К началу страницы

4. Программа выполнения работы.

Из навески зерновой смеси выделяют три компонента: длинные примеси, зерно и короткие примеси. Линейным классификатором замеряется, например, длина всех компонентов смеси (количество измерений указывается преподавателем).

Результаты измерений заносятся в таблицу 1.

Исходные значения длин компонентов смеси
Таблица 1.
N
п/п
Длина, мм
длинные примесизернокороткие примеси
1.
2.
3.
...



На основании данных табл.1 для каждого компонента смеси определяют значения Xmin и Xmax, число классов К, классовый интервал x, границы классов.

Чтобы избежать одностороннего смещения границ классов, определяют их смещение в сторону меньших и больших значений величины признака. При этом

При определении границ классов нижнюю границу первого класса смещают от X в сторону меньших значений аргумента, а верхнюю границу последнего класса - от Xmax в сторону больших значений аргумента.

Нижняя граница первого класса равна X = Xmin - X, а верхняя граница первого класса X = X + x.

Соответственно границы второго класса определяются, как X = X = X + x и X = X + 2x и т.д.

Верхняя граница класса равна XКВ = Xmax + X.

Середина классов определяется в виде Xi cp = 0.5 (X + X ).

Подсчитывают число зерен n в каждом классе (частоту классов), вычисляют относительное количество Pi семян в классе (относительная частота классов) и получают эмпирическую плотность распределения fэ(Xi cp).

Для вычисления эмпирической функции распределения (накопленной частоты) используют выражение

На основании полученных результатов заполняют таблицу 2.

Расчет вероятностных характеристик распределения компонентов смеси по длине, например, длинных примесей
Таблица 2.
Классы 1 2 ...
X X X X ... ...
Границы классов
Хi, мм
длинные примеси
зерно
короткие примеси






Середины классов
Хi cp, мм
длинные примеси
зерно
короткие примеси



Частота классов
ni, шт
длинные примеси
зерно
короткие примеси



Частость классов
Рi =(ni/N), 100%
длинные примеси
зерно
короткие примеси



Плотность распределения
fэ(Xi cp)
длинные примеси
зерно
короткие примеси



Функция распределения
Fэ(Xi cp)
длинные примеси
зерно
короткие примеси



(Xi cp) Pi длинные примеси
зерно
короткие примеси



i = (Xi cp) - mx длинные примеси
зерно
короткие примеси



i2 длинные примеси
зерно
короткие примеси



i2 Pi длинные примеси
зерно
короткие примеси



Среднее значение
mx, мм
длинные примеси
зерно
короткие примеси



Среднеквадратическое отклонение
+/- ,мм
длинные примеси
зерно
короткие примеси



По форме табл. 2 аналогично выполняют расчет вероятностных характеристик распределения для зерна и коротких примесей.

На основании результатов вычислений (табл. 2) строят графики для зерна, длинных и коротких примесей. По кривым Fэ(Xi cp) выбирают рабочую величину, например, диаметр ячеек триеров.

Расчет числовых и построение графических характеристик зерновой смеси может быть выполнен на ПЭВМ с использованием программы "SEM". Программа написана на языке Турбо-Бейсик в диалоговом режиме с пользователем.

В соответствии с запросом можно получить распечатку таблиц для построения гистограммы, полигона и интегральной кривой, теоретической плотности распределения, критерия Пирсона, а также графики гистограммы, полигона, интегральной кривой и теоретической плотности распределения.

К началу страницы

Отчет по работе.

Отчет должен содержать:


К началу страницы

Контрольные вопросы.

  1. Как определить размерные характеристики семян?
  2. Какие типы рабочих органов используются для разделения семян по физико-механическим свойствам?
  3. Как определить возможность разделения зерновой смеси по размерам? Каковы назначения и основные задачи очистки, сортирования и калибрования семян ?
  4. Как по интегральным кривым подбираются рабочие размеры отверстий решет или ячейки триера для разделения зерновой смеси ?

Лабораторная работа N 33
Лабораторные занятия
Лабораторная работа N 35
Karelia-PSU PSU Программа
astets@karelia.ru
Создано 1 Декабря 1997
Отредактировано 3 Декабря 1997