CC BY
33
4. Сергеев С.А., Трубников В.Н., Боев С.Г. Динамика развития цепных муфт // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 5. - С. 32-37.
5. Сергеев С.А., Трубников В.Н., Боев С.Г. Методология расчета динамики привода с цепными муфтами // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 9. - С. 179-184.
List of used sources
1. Sergeev S.A., Trubnikov V.N., Boev S.G. Stress-strain state of elements of drive chains // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 1. - P. 31-39.
2. Sergeev S.A., Boev S.G., Trubnikov V.N. Stress-strain state of chain couplings: monograph. - Palmarium Academic Publishing. - Saarbrücken, Germany, 2017. - 60 p.
3. Sergeev S.A., Trubnikov V.N., Boev S.G. Optimization of chain couplings as a dynamic system // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2018. - № 1. - P. 45-49.
4. Sergeev S.A., Trubnikov V.N., Boev S.G. Dynamics of development of chain couplings // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 5. - P. 32-37.
5. Sergeev S.A., Trubnikov V.N., Boev S.G. Methodology for calculating drive dynamics with chain couplings // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. - № 9. - P. 179-184.
УДК 631.365.22
ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СУШИЛКИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
КОНОШИН И.В.,
кандидат технических наук, доцент, декан факультета агротехники и энергообеспечения, Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина; [email protected], тел. +79103062989.
ВОЛЖЕНЦЕВ А.В.,
кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Механизация технологических процессов в агропромышленном комплексе», Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина; [email protected], тел. +7920-288-60-45.
БАШКИРЕВ А.П.,
доктор технических наук, профессор, декан инженерного факультета ФГБОУ ВО Курская ГСХА, е-mail: [email protected], тел. +7-910-312-16-87.
Реферат. Экспериментально обоснованы значения основных технологических параметров сушилки зерна кипящего слоя. Разработана конструкция сушилки, технологический процесс которой, осуществляется за счет кипения зернового слоя. Проведен полный факторный эксперимент для определения влияния технологических параметров экспериментальной зерносушилки на температуру нагрева зерна. Регулирование давления воздуха до и после слоя зерна производилась изменением площади сечения входного отверстия вентилятора и контролировалось цифровым манометром. Скорость воздушного потока в камере сушки контролировалась цифровым манометром. Скорость воздушного потока измерялась вдоль стенок камеры сушки и по центру рабочей зоны. Температура сушильного агента измерялась цифровым манометром. Необходимая температура воздушного потока обеспечивалась путём подключения или отключения секций электрокалорифера. Для обработки экспериментальных результатов применялись методы статистической обработки, получено уравнение регрессии, позволяющее определить оптимальные технологические параметры сушилки. При сушке зерна в кипящем слое необходимо использовать сушильный агент с температурой до 100 0С. Дальнейшее увеличение температуры сушильного агента может привести к перегреву и снижению хлебопекарных и посевных качеств зерна. При использовании зерносушилок кипящего слоя скорость агента сушки следует принимать в диапазоне от 2,2 до 3 м/с.
Ключевые слова: сушка, сушилка, температура зерна, кипение, сушильный агент.
THE OPTIMAL PARAMETERS OF A FLUIDIZED BED DRIER
KONOSHIN I.V.,
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty of agricultural engineering and power supply, Orel State Agrarian University named after N.V. Parahin; [email protected], tel. +79103062989.
VOLZHENTSEV A.V.,
Candidate of Technical Sciences, Head of the Department "Mechanization of Technological Processes in the Agro-Industrial Complex", Oryol State Agrarian University named after N.V. Parahin; [email protected], tel. +7920-288-60-45.
BASHKIREV A.P.,
Doctor of Technical Sciences., Professor, Dean of the Faculty of Engineering FSBEI of HE Kursk State Agricultural Academy named after I.Ivanov, e-mail: [email protected], tel. + 7-910-312-16-87.
Essay. The values of the main technological parameters of the fluidized bed grain dryer are experimentally substantiated. The design of the dryer, the technological process of which is carried out by boiling the grain layer. A full factorial experiment was carried out to determine the effect of the technological parameters of the experimental grain dryer on the grain heating temperature. Air pressure control before and after the grain layer was made by changing the cross-sectional area of the fan inlet and controlled by a digital pressure gauge. The air flow rate in the drying chamber was controlled by a digital pressure gauge. The air flow rate was measured along the walls of the drying chamber and in the center of the working area. The temperature of the drying agent was measured by a digital pressure gauge. The required temperature of the air flow was provided by connecting or disconnecting the sections of the electric heater. To process the experimental results, the methods of statistical processing were used, the regression equation was obtained, which allows to determine the optimal technological parameters of the dryer. When drying grain in a boiling layer, it is necessary to use a drying agent with a temperature of up to 100 0C. Further increase in the temperature of the drying agent can lead to overheating and reduce the baking and sowing qualities of the grain. When using fluidized bed dryers, the speed of the drying agent should be in the range of 2,2 to 3 m/s.
Keywords: drying, dryer, grain temperature, boiling, drying agent.
Введение. На данном этапе развития сельского хозяйства в Российской Федерации большая часть выращенного урожая зерновых находится в сельскохозяйственных предприятиях, не имеющих технической базы по его переработке. В результате аграрному производителю приходится торговать зерном на очень невыгодных для себя условиях. Поэтому создание малогабаритной, мобильной сушильной техники, организация собственной сушки зерна - закономерный вектор развития сельскохозяйственных предприятий.
Наиболее эффективные способы сушки, с высокой скоростью процесса и сравнительно небольшими габаритными размерами установок основаны на принципе псевдоожижения: «виброки-пящий слой», «падающий слой», «взвешенный слой», «кипящий слой» [1-5].
Материал и методика исследования. Устройство экспериментальной сушильной установки кипящего слоя представлено на рисунке 1. Параметры сушильной установки: - регулирование давления воздуха до и после слоя зерна производилась изменением площади
сечения входного отверстия вентилятора, контролировалось цифровым манометром;
- скорость воздушного потока в камере сушки контролировалась цифровым манометром. Скорость воздушного потока измерялась вдоль стенок камеры сушки и по центру рабочей зоны;
- температура сушильного агента измерялась цифровым манометром. Необходимая температура воздушного потока обеспечивалась путём подключения или отключения секций электрокалорифера.
Результаты исследования. Анализ процесса работы зерносушилки выявил основные факторы, определяющие качество сушки зерна: температура сушильного агента и время сушки.
Задачами исследований являлись: обоснование технологических параметров зерносушилки; определение значений этих параметров, исключающих перегрев зерна; изучение влияния изменения температуры сушильного агента ^ и времени сушки Всуш на температуру нагрева 9 кипящего слоя зерна.
туры сушильного агента происходит интенсификация процесса нагрева зерна и по достижении ^ = 100 0С температура зерна 9 достигает предельно допустимого значения.
Рисунок 2 - Зависимость температуры зерна в от времени сушки Всуш. при различных значениях температуры сушильного агента ^
Анализируя графические зависимости (рисунок 3) температуры нагрева зерна в от температуры сушильного агента ^ , можно сделать вывод, что с увеличением температуры сушильного агента температура зерна достигает максимально до-
пустимого значения при ( = 100 С.
1 - камера; 2 - заслонка; 3 - патрубок выгрузки; 4 - электрокалорифер; 5 - диффузор; 6 - рама; 7 - вентилятор; 8 - рама электродвигателя; 9 - патрубок загрузки; 10 - технологическое отверстие; 11 - щит управления; 12 - приборы измерения; 13 - электродвигатель; 14 - камера охлаждения; 15 - камера сушки; 16 - крепление
Рисунок 1 - Сушильная установка
Температура сушильного агента имела следующие значения: ^ = 60; 80; 100 0С. Время сушки принимало следующие значения: Всуш. = 100; 200; 300; 400; 500; 600 с.
Результаты проведенных исследований представлены на рисунках 2, 3, 4.
Анализ полученных зависимостей температуры зерна (рисунок 2) от времени сушки Всуш. при различных значениях температуры сушильного агента ^ показывает, что при увеличении продолжительности сушки температура зерна повышается и в конце эксперимента не превышает предельно допустимых значений. С увеличением темпера-
Рисунок 3 - Зависимость температуры зерна в от температуры сушильного агента ^ при различных значениях времени сушки Всуш.
На интенсивность нагрева зерна влияет также скорость потока воздуха V проходящего через рабочую камеру. Для обеспечения устойчивого кипения зернового слоя необходима определенная скорость воздушного потока, нижнее значение которой принято 2,2 м/с, максимальное значение - 3 м/с. При дальнейшем увеличении скорости потока воздуха, проходящего через сушилку наблюдаются негативные последствия, в частности значительные потери агента сушки.
Анализируя полученные графики (рисунок 4) изменения температуры нагрева зерна 9 от скорости воздушного потока V при различных температурах сушильного агента г, сделан вывод о том, что с ростом скорости V происходит значительная интенсификация процесса нагрева зерна. При достижении скорости потока воздуха значения 3 м/с зерно нагревается до предельно допустимой температуры, при этом температура сушильного агента имеет значение 100 0С.
Графическая интерпретация полученного уравнения представлена на рисунке 5.
Рисунок 4 - Зависимость температуры зерна 9 от скорости воздушного потока V
Увеличение скорости воздушного потока V более 3 м/с нецелесообразно, так как приведет к перегреву зерна.
Был проведен полный факторный эксперимент для определения влияния технологических параметров экспериментальной зерносушилки на температуру нагрева зерна, в результате обработки полученных данных получено уравнение регрессии: 9 = 48,729 - 0,099 г + 0,0023 В^ - 7,624 V + 0,0145 г2 -- 0,00024 В2уш + 0,1523 гV + 0,0014 гВш + 0,0222В^V.
Рисунок 5 - Факторная зависимость температуры нагрева зерна сушилкой кипящего слоя
Анализируя факторную зависимость температуры нагрева зерна, можно сделать вывод о том, что с увеличением температуры и скорости воздушного потока температура нагрева зерна увеличивается. Максимально возможные их значения, не приводящие к ухудшению качества зерна, составляют t = 100 V = 3 м/с. Продолжительность сушки при данных значениях составляет В(уШш = 600 с.
Выводы. 1. При сушке зерна в кипящем слое необходимо использовать сушильный агент с температурой до 100 0С. Дальнейшее увеличение температуры сушильного агента может привести к перегреву и снижению хлебопекарных и посевных качеств зерна.
2. При использовании зерносушилок кипящего слоя скорость агента сушки следует принимать в диапазоне от 2,2 до 3 м/с.
Список использованных источников
1. Журавлев А.П. Зерносушение и зерносушилки: монография. - Кинель: РИЦ СГСХА, 2014. - 293 с.
2. Калашникова Н.В., Волженцев А.В. Совершенствование технологического процесса сушки зерна пшеницы с обоснованием параметров сушилки с псевдоожиженным слоем // Вестник ФГОУ ВПО ОрелГАУ. - 2009. - № 1(16). - С. 44-45.
3. Калашникова Н.В., Волженцев А.В. Оптимальные конструктивные параметры сушилок с псевдоожижением зернового материала // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - № 3. - С. 6-7.
4. Пилипюк В.Л. Технология хранения зерна и семян. - М.: Вуз. Учебник. - 2009. - 457 c.
5. Тарасенко А.П. Современные машины для послеуборочной обработки зерна и семян. - М.: КолосС, 2008. -232 с.
List of used sources
1. Zhuravlev A.P. Grain dryers and grain dryers: a monograph. - Kinel: RIC SGSHA, 2014. - 293 p.
2. Kalashnikova N.V., Volzhentsev A.V. Improving the technological process of drying wheat grain with the rationale of the parameters of the fluidized bed dryer // Vestnik FGOU VPO OrelGAU. - 2009. - № 1 (16). - P. 44-45.
3. Kalashnikova N.V., Volzhentsev A.V. Optimum design parameters of fluidized bed dryers of grain material // Mechanization and electrification of agriculture. - 2009. - № 3. - P. 6-7.
4. Pilipyuk V.L. Technology storage of grain and seeds. - M .: High school. Textbook. - 2009. - 457 c.
5. Tarasenko A.P. Modern machines for post-harvest processing of grain and seeds. - M.: KolossS, 2008. - 232 p.
