CC BY
7
ЗЕРНОСУШИЛКА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ ЗЕРНОВЫМ СЛОЕМ
Волженцев Андрей Владимирович
К.т.н., доцент кафедры «МТП в АПК» ФГБОУ ВПО ОрелГАУ
Гайдук Евгений Валерьевич
Магистрант 1 курса по направлению подготовки «Агроинженерия» ФГБОУ ВПО ОрелГАУ
Сегодня в России сложилась ситуация при которой зерно сосредоточено у сельскохозяйственного производителя, а техническая база по его переработке у других собственников. В данной ситуации производителю приходится торговать сырьем на крайне невыгодных для себя условиях. Поэтому на сегодняшний день создание малогабаритной, мобильной техники для организации сушки зерна у его производителя - наиболее перспективное направление развития сельскохозяйственных предприятий.
Для этой цели наиболее эффективны установки конвективного действия с псевдоожиженным зерновым слоем, когда его перемещение осуществляется агентом сушки [2]. Однако данные сушилки имеют один существенный недостаток - вследствие интенсивного теплообмена зерно нагревается до предельно допустимой температуры уже за 50...200 с, в зависимости от температуры
VI III Гг, ф'2, \2, ф2, с1'2, У2 (12, Зг
А
г\ „
агента сушки. Снижение влажности зерна на 3...4 % сопровождается повышением его температуры до 55.60 0С [1]. Дальнейшая сушка приводит к перегреву зерна.
Предлагаемая зерносушилка псевдоожиженного слоя позволяет осуществить рециркуляцию зерна внутри сушилки с чередованием циклов нагрева-охлаждения и дает возможность подавать в сушильную камеру агент сушки с высокой температурой без риска перегрева и ухудшения качества зерна, что в свою очередь увеличит скорость сушки.
На рисунке 1 показана схема рециркуляционной зерносушилки псевдоожиженного слоя.
Технологический процесс сушки зернового слоя в рециркуляционной зерносушилка основан на псевдоожижении и осуществляется следующим образом.
У
IV
вц 0)1, 01
1о, фо, ёо, .То
I - наружный воздух; II - агент сушки; III - отработавший агент сушки; IV - сырое зерно; V - прогретое зерно;
VI - отработавший воздух; VII - смешанное зерно; VIII - сухое зерно; 1 - сушильная камера; 2 - охладительная камера;
3 - вентилятор; 4 - насадка; 5 - нагревательные элементы; 6 - решетчатое дно; 7 - кольцевой зазор.
Рисунок 1 - Зерносушилка псевдоожиженного слоя
Влажное зерно подается в сушильную камеру 1 и охладительную камеру 2 до уровня Н0. Создаваемый вентилятором 3 воздушный поток разделяется на две части. Большая часть воздушного потока попадает в насадку 4, проходит через нагревательные элементы 5, нагревается до необходимой температуры и, пронизывая центральную часть решетчатого дна 6, попадает в сушильную камеру. Остальная часть воздушного потока, проходя через боковую конусную часть решетчатого дна 6, попадает в охладительную камеру. Насадка 4 увеличивает скорость воздушного потока до критической, при которой плотный
слой зерна в сушильной камере переходит в разрыхленное, псевдоожиженное состояние и достигает высоты Н, большей, чем высота сушильной камеры.
Часть подсушенного зерна, нагретого до предельной температуры, неизбежно попадает в охладительную камеру, где происходит его охлаждение за счет продувки холодным воздухом и контактного теплообмена с охлажденным зерном. Одновременно с этим примерно такое же количество охлажденного зерна попадает через кольцевой зазор 7 в сушильную камеру и смешивается с циркуляционными потоками нагретого зерна. Процесс повторяется.
tr
ждении зерна из него испаряется влага, причем на испаре-
Наружный воздух с температурой 0 , относитель- ние расходуется теплота, аккумулированная зерном в су-
P0 d 0
ной влажностью 0, влагосодержанием 0 и энтальпией
Jo
входит в калорифер, где нагревается и с параметрами
tl Pi di Ji
1, г 1, 1, и 1 поступает в сушильную камеру. При нагреве воздуха в калорифере его влагосодержание не из-
^ /л ц
меняется, т.е. 0 = 1. После сушильнои камеры состоя-
г 2 (
шильноИ камере. На выходе из охладительной камеры
г'2 ( /2 ][
воздух характеризуется параметрами 2 , ' 2, 2, 2. Температура зерна снижается с 2 до 3, влажность с 2 до 3, а расход с
G G,
2 до 3 .
Применение машины возможно как для подсушки зернового вороха перед его дальнейшей обработкой, так и для сушки зерна на хранение. В результате сушки влаж-
ность зерна уменьшается до
а
ние агента сушки характеризуется параметрами
/2, 0 о
Сырое зерно, пропускаемое через сушилку с расхо- пература зерна имеет значение = 45-50°С. Агент
2 = 15.. .17%, при этом тем-в
дом
G
а
имеет влажность
и температуру
а
в
1. В про-
а
сушки поступает в сушильную камеру при температуре до
г г
1 = 100°С, а на выходе имеет температуру 2 , примерно
цессе сушки влажность зерна снижается с в в
пература возрастает с
G
i до 2 , тем-
1 до 2, а расход убывает с
G
равную температуре зерна, т.е.
t2
до
В охладительной камере зерно продувается наруж-10 ( d0, Jo. при охла-
ным воздухом с параметрами
Литература
1. Жидко, В .И. Зерносушение и зерносушилки [Текст] / В.И. Жидко, В.А. Резчиков, B.C. Уколов. - М.: Колос, 1982. - 239 с.
2. Лебедев, П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок [Текст] / П.Д. Лебедев - М.: Госэнерго-издат, 1962. - 320 с.
НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА В PID -РЕГУЛЯТОРАХ
Юрошева Татьяна Александровна
канд. тех. наук, доцент кафедры «Системы автоматизированного проектирования», г. Владикавказ
Козонова Марина Анатольевна
аспирант кафедры «Системы автоматизированного проектирования», г. Владикавказ
PID-регуляторы, описанные выше, имеют плохие показатели качества при управлении нелинейными и сложными системами, а также при недостаточной информации об объекте управления. Характеристики регуляторов в некоторых случаях можно улучшить с помощью методов нечеткой логики, нейронных сетей и генетических алгоритмов. Перечисленные методы называют "soft-computing", подчеркивая их отличие от "hard-computing", состоящее в возможности оперировать с неполными и неточными данными. В одном контроллере могут применяться комбинации перечисленных методов (фаззи- PID, нейро- PID, нейро-фаззи- PID регуляторы с генетическими алгоритмами).
Основным недостатком нечетких и нейросетевых контроллеров является сложность их настройки (составления базы нечетких правил и обучения нейронной сети) [1].
Нечеткое управление (управление на основе методов теории нечетких множеств) используется при недостаточном знании объекта управления, но наличии опыта управления им, в нелинейных системах, идентификация которых слишком трудоемка, а также в случаях, когда по условию задачи необходимо использовать знания эксперта. Примером может быть доменная печь или ректификационная колонна, математическая модель которых содержит много эмпирических коэффициентов, изменя-
ющихся в широком диапазоне и вызывающих большие затруднения при идентификации. В то же время квалифицированный оператор достаточно хорошо управляет такими объектами, пользуясь показаниями приборов и накопленным опытом.
PID -регуляторы с нечеткой логикой в настоящее время используются в коммерческих системах для наведения телекамер при трансляции спортивных событий, в системах кондиционирования воздуха, при управлении автомобильными двигателями; для автоматического управления двигателем пылесоса и в других областях.
Поскольку информация, полученная от оператора, выражена словесно, для ее использования в PID -регуляторах применяют лингвистические переменные и аппарат теории нечетких множеств, который был разработан Л. Заде [Zadeh] в 1965 году. Основная идея этой теории состоит в следующем. Если в теории четких множеств некоторый элемент (например, температура 500 C) может принадлежать множеству (например, множеству "температура горячей воды Тгоряч.") или не принадлежать ему, то в теории нечетких множеств вводится понятие функции принадлежности, которая характеризует степень принадлежности элемента множеству. При этом говорят, например, "температура 500 C принадлежит множеству Тгоряч.
