CC BY
43
УДК 621.3
Д. Ю. ДАНИЛОВ
РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИ СУШКЕ ЗЕРНА
Ключевые слова: тепловая обработка, сушка зерна, конструкционно-технологические параметры зерносушилки, удельное электропотребление.
Аннотация. Рассматриваются некоторые аспекты тепловой обработки (сушки) зерна, раскрываются основные проблемы, возникающие в процессе сушки, указываются требования к конструкции лабораторной зерносушилки, раскрываются предмет и цель исследования - обоснование конструкционно-технологических параметров установки, в том числе выявление удельного электропотребления для сушки 1 кг зерна на 1 С.
Любая установка для сушки зерна должна обладать такими режимами работы, при которых достигается наибольшая производительность, минимальные энергозатраты и трудозатраты. При этом необходимым условием является соблюдение технологических и экологических требований, требований по безопасности работы и др.
Для обеспечения заданного процесса обработки, соблюдения эксплуатационных, технологических требований установки для тепловой обработки зерна, как правило, включают в свой состав: устройство загрузки, генератор
© Данилов Д. Ю.
теплоты, теплопередающее и теплоотдающее устройство (элемент), устройство отвода образовавшейся влаги и подвода сухого воздуха, устройство выгрузки, устройство управления и контроля режимами тепловой обработки.
Для нормального протекания процесса тепловой обработки (прогрева, сушки, прокаливания и т. д.) необходимо выполнение ряда условий: равномерный подвод теплоты ко всей площади слоя зерна, подвергающегося тепловой обработке; постоянный отвод образующейся на поверхности зерна влаги (т. е. постоянный подвод сухого и отвод влажного воздуха. [1] Биологические особенности зерна определяют его максимальную температуру нагрева и максимальный влагосъём. Выполнение этих требований (условий) напрямую связано с параметрами установки: в первую очередь с параметрами теплоотдающих элементов, которые определенным образом характеризуют источник теплоты и определяют его режимы работы: температуру, потребляемую мощность и др.; характером распределения температуры по объему зернового слоя, толщиной зернового слоя, расходом агента сушки и т. д. Помимо этого на процесс сушки влияют также характеристики окружающей среды: температура и влажность. [2]
Таким образом, ход процесса сушки определяется большой совокупностью разнообразных факторов, каждый из которых прямо или косвенно влияет на эффективность работы зерносушилки в целом. Для теоретического описания взаимосвязи параметров, получения представления о характере протекания процесса тепловой обработки целесообразно замещение реальной зерносушилки ее идеализированной моделью, обладающей основными свойствами рассматриваемой зерносушилки и наглядно раскрывающей характер и степень влияния и взаимодействия всех основных параметров, определяющих эффективность процесса сушки.
Известно устройство для сушки зерна [3]. Однако известное устройство имеет недостатки: в нем не предусмотрено исследование процессов нагрева зерна в плотном неподвижном и плотном подвижном слоях. Нами изготовлен макетный образец установки, который позволяет производить исследование данных процессов. На рис. 1 приведена схема установки для тепловой обработки
і
Рисунок 1 - Схема макета установки для тепловой обработки зерна:
1 - подвижные створки; 2 - кассета; 3 - заслонка;
4 - загрузочный бункер; 5 - ТЭН; 6 - теплогенератор;
7 - вентилятор; 8 - заслонка; 9 - вентилятор
На рис. 2 и 3 представлены фотографии макетного образца установки.
Основой установки являются кассета, заполняемая зерном, и теплогенератор, в котором размещены 36 ТЭН: 18 в нижней части и 18 в верхней. Потребляемая мощность каждого ТЭН - 0,45 кВт, таким образом, общая потребляемая мощность - 16,2 кВт. Кассета представляет собой металлический короб, у которого отсутствуют верхняя и нижняя стенки, а передняя и задняя - выполнены в виде сетки. Толщина зернового слоя в кассете - 150 мм. В кассете предусмотрена возможность установки одной или двух перегородок, в результате чего можно варьировать толщину слоя
зерна: 50, 100 и 150 мм, что необходимо для проведения исследований.
Рисунок 2 — Макет установки для тепловой обработки зерна
(вид спереди)
Рисунок 3 — Макет установки для тепловой обработки зерна
(вид сзади)
Установка позволяет исследовать сушку зерна в плотном неподвижном и плотном подвижном слоях.
В первом случае установка работает следующим образом. Зерно, подлежащее сушке, засыпают в загрузочный
44
бункер 4. Включают под напряжение ТЭН 5. После достижения необходимой температуры открывают заслонку 3, после чего зерно заполняет весь объем кассеты. Воздух прокачивается вентилятором 7 через слой зерна, находящегося в кассете. Регулировка расхода воздуха осуществляется заслонкой 8. Контактируя с нагретым воздухом, зерно нагревается и теряет излишки влаги. Спустя определенное время (экспозиция сушки) открывают створки 1 и подсушенное зерно выгружается. Для создания подвижного слоя приоткрывают створки 1, и зерно начинает истекать из кассеты.
Конструкция установки позволяет изменять следующие параметры: мощность теплогенератора (путем включения разного количества ТЭН); расход воздуха — положением заслонки 8; толщину слоя зерна; экспозицию сушки - для порционной обработки; скорость истечения зерна - для непрерывной обработки.
На представленной установке проводятся исследования параметров сушки зерна в рамках выполнения диссертационной работы на тему: «Обеспечение кондиционной влажности зерна в фермерских хозяйствах путём создания кассетного устройства для его сушки»
Цель исследований — обоснование конструкционнотехнологических параметров установки, в том числе выявление удельного электропотребления для сушки 1 кг зерна на 1 оС.
Устройство для исследования процесса сушки зерна заявлено 28.09.2011 г. на патент полезной модели (заявка № 2011139529/13). Получено положительное решение от 13.01.2012 г. о выдаче патента на полезную модель.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ № 96466. (Заявка: 2010105279/22). Устройство для сушки зерна / Курдюмов В. И., Павлушин А. А.,
Сутягин С. А. Опубликовано: 10.08.2010. Бюл. №22. - 2 с.
2. Журавлёв А. П. Теория и практика рециркуляционной сушки зерна. Самара. 2001, 254 с.
3. Манжосов В. И. Технология хранения растениеводческой продукции. М.: КолосС. 2005, 392 с.
4. Оболенский Н. В. Новая техника для сушки зерна. / Сборник научных трудов НГСХА «Адаптивный потенциал с.-х. растений и пути его реализации в современных условиях». - Н.Новгород: 2002, С.122...128.
DEVELOPMENT OF INSTALLATION FOR REVEALING THE SPECIFIC POWER CONSUMPTION AT DRYING GRAIN
Keywords: thermal processing, drying of grain, constructive-technological parameters grain drier, specific power consumption.
Annotation. Some aspects of thermal processing (drying) of grain are considered, the major problems arising during drying reveal, requirements to a design laboratory grain drier are specified, and the subject matter and objective of research, which is a background of constructive-technological parameters of the unit, including revealing of specific power consumption for drying grain of 1 kg on 1 оС are revealed.
ДАНИЛОВ ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ - старший преподаватель кафедры механики и сельскохозяйственных машин, Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Княгинино, (danilovdy@mail.ru).
DANILOV DMITRII YUR'EVICH - the senior teacher of chair of mechanics and agricultural cars, the Nizhniy Novgorod state engineering-economic institute, Russia, Knyaginino, (danilovdy@mail.ru).
