CC BY
57
УДК 63l.365.22.G47.45.GG2.2
Н.В. Калашникова, кандидат технических наук А.В. Волженцев
ФГОУ ВПО Ор ел ГАУ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ С ОБ ОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ СУШИЛКИ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
Пр едложена констр укция сушилки, технологический п роцесс которой осуществляется за счет псевдоожижения зер нового слоя агентом сушки. Обоснованы ее параметры, позволяющие интенсифицировать процесс снижения влажности зерна. Для обр аботки экспер иментальных р езультатов пр именялись методы статистической обр аботки, получено ур авнение р егр ессии, позволяющее опр еделить оптимальные пар аметр ы газор аспр еделительного устр ойства сушилки.
Поте и зе на и снижение его качества
обусловлены многими факторами, в том числе несовершенством сушильной техники. Сохранность и улучшение технологических свойств собранного зерна достигается в пе вую оче едь с помощью сушки, которая с использованием научно-обоснованных ежимов повышает эффективность п оцесса, стойкость зе на п и х анении, улучшает семенные и
п одовольственные качества зе на.
Сегодня в России сложилась ситуация при
кото ой зе но сос едоточено у сельскохозяйственного пр оизводителя, а техническая база по его пер ер аботке у д угих собственников. В данной ситуации производителю приходится торговать сырьем на крайне невыгодных для себя условиях. Поэтому на
сегодняшний день создание малогабар итной, мобильной техники для организации собственной сушки зерна у его производителя - наиболее перспективное направление развития сельскохозяйственных пр едприятий.
На основании сопоставления наиболее эффективных из существующих методов сушки, обеспечивающих высокую ско ость п оцесса и малые габариты установок типа “виброкипящий слой”,
“падающий слой”, “взвешенный слой”,
“псевдоожиженный слой” [1], [2] можно отметить, что п именение последнего отк ывает ог омные
возможности повышения эффективности и интенсивности п оцесса сушки зе на.
Материалы и методика исследований
Были проведены исследование интенсификации теплообмена за счет создания максимально возможной нестациона ности п оцесса движения частиц тве дой фазы. П и этом использовались как станда тные, так и специально аз аботанные нами методики экспе иментальных исследований с п именением математического моделирования. Для обр аботки езультатов исследований п именялись методы
статистической обработки с использованием ЭВМ.
Изучение влияния пар аметр ов
газо асп еделительного уст ойства на состояние зе нового слоя в сушильной каме е п оводили на экспе иментальной установке, схема кото ой
п едставлена на исунке 1. П и воздействии наг етого эл. тэнами 1 воздушного потока, создаваемого вентилятором 4 на зерновой слой, расположенный на решетке 3, при определенных условиях происходит ослабление контактов между зе нами, по озность слоя увеличивается, а ст укту а его аз ушается. Плотный слой зе на в абочей каме е 2 пе еходит в состояние, напоминающее кипящую жидкость, т. е. в состояние псевдоожижения.
l - эл. тэны; 2 - сушильная кaмеpa; 3 -
гaзopacпpеделительнaя pешеткa; 4 - вентилло»; HG -начальная высота зеpнa; Н - высота в стадии псевдоожижения зеp на; D - диаметр сушильной кaмеp ы
Рисунок l - Схема сушильной установки с псевдоожиженным зеp новым слоем
Tемпеpaтypy ощзужающего воздуха и его относительную влажность измеpяли пcиxoметpoм а^^аціон^м МВ-4М. Для о^еделения давлений воздушного потока на входе и выходе из зеpнoвoгo слоя использовали цифpoвoй диффеpенциaльный мaнoметp ДМЦ^М. Влажность зеpнa oпpеделяли с использованием электронного влaгoмеpa Wile-55. Интенсивность светового потока щш о^еделении индекса oднopoднocти зеpнoвoгo слоя oпpеделяли люкcметpoм Ю-И6, показания кoтopoгo записывались на видеoкaмеpy Panasonic NV-GS8GEE-S.
Результаты1 и их обсуждение
Полученные исследования показали, что интенсификацию теплообмена возможно получить за счет увеличения степени одно одности псевдоожижения зе нового слоя, кото ая зависит главным об азом от па амет ов газо асп еделительного устройства: диаметр а и шага отверстий, а также от отношения высоты к диамет у зе нового слоя в сушильной камере цилиндрической формы.
Экспер иментальные исследования проводились с целью обоснования конст уктивных па амет ов сушильной камеры, обеспечивающих заданные пределы варьирования индекса однородности I псевдоожиженного слоя семян пшеницы, кото ый оп еделялся по изменению интенсивности светового излучения пучка света, пронизывающего зерновой слой. В связи с этим необходимо было изучить влияние изменения диаметра ё и шага Ь отверстий газо асп еделительной ешетки сушильной каме ы на индекс однородности I псевдоожиженного слоя зер на.
Диамет отве стий выби ался со следующими значениями: d =2; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3 мм. Шаг отверстий при этом принимался равным h = 1; 1,5; 2 мм.
Характеристика псевдоожижения зависит также от отношения высоты L к диаметру D зернового слоя. Минимальное отношение Ь/Ю было принято раваным 1, дальнейшее снижение данной величины
нецелесооб азно по экономическим сооб ажениям, так как заметно снижается п оизводительность сушилки. Максимальное значение отношение высоты к диамет у зе нового слоя, не на ушающая устойчивость ожижения, оп еделялась опытным путем и была принята ЬЮ = 2.
С целью оценки взаимодействия и влияния конст уктивных и ежимных па амет ов
экспе иментальной сушилки с псевдоожиженным зер новым слоем на индекс однор одности ожижения был п оведен полный факто ный экспе имент и получено у авнение ег ессии вида:
1=432,741-240,586d-35,178h+57,468dq-200,766q+39,252d2+72,912q2+11,1h2-21,552dq2 .
После подстановки соответствующих значений основных факто ов, г афически пост оим факто ную зависимость изменения индекса одно одности ожижения I зерносушилкой (рис. 2).
Из анализа г афической полученных езультатов видно, качественное ожижение зе нового мате иала может быть достигнуто п и диамет е отве стий газораспределительного устройства ё = 2,5 мм и шаге отверстий Ь = 1,5 мм. Оптимальное значение отношения высоты к диаметру зернового слоя может быть принята ЬЮ = 1,5.
интерпретации что наиболее
I
Рисунок 2 — Факторная зависимость индекса однородности псевдоожижения экспериментальной зер носушилкой
Выводы
1. Оп еделены оптимальные па амет ы
газо асп еделительного уст ойства: диамет и шаг отверстий решета, отношение высоты зернового слоя к диаметру сушильной камеры.
2. За счет установленных параметров
осуществляется лучшее асп еделение воздушного
потока в псевдоожиженном слое зерна, повышается его одно одность, увеличиваются величины активных
пове хностей теплообмена между отдельным зе ном и агентом сушки, п оисходит интенсификация сушки и более р авномерный прогрев зерна.
Литература
1. Лева, М. Псевдоожижение [Текст] / М. Лева. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - 400 с.
2. Забр одский, С. С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое [Текст] / С.С. Забродский. - М.: Госэнергоиздат, 1963. - 488 с.
3. Гельпер ин, Н.И. Псевдоожижение [Текст] / Н.И. Гельпер ин, В.Г. Айнштейн. - М.: Знание, 1968. - 64 с.
