Повышение эффективности процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках

• Автор: Демский, Никита Викторович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЗАЦИИ СУШКИ ЗЕРНА
1Л Современные тенденции развития зерносушильной техники
1.2 Технологические приемы и способы сушки зерна
1.3 Показатели процесса сушки зерна
1.4 Сушка зерна при различных состояниях зернового слоя
1.5 Режимы сушки зерна
1.6 Анализ технологических приемов сушки зерна
1.7 Анализ математических моделей процесса
1.8 Задачи исследования
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ СУШКЕ ЗЕРНА В ШАХТНЫХ ЗЕРНОСУШИЛКАХ
2.1 Кинетика процесса конвективной сушки зерна в шахтных зерносушилках
2.2 Имитационное моделирование начальных условий сушки зерна в шахтной зерносушилке
2.3 Имитационное моделирование внешнего теготомассопереноса в процессе сушки зерна
2.4 Имитационное моделирование внутреннего тепломассопереноса в процессе сушки зерна
2.5 Имитационное моделирование позонного способа сушки зерна в шахтных зерносушилках
2.6 Выводы
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа исследований
3.2 Алгоритмизация методики проведения экспериментальных исследований
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.4 Методика определения теплофизических характеристик зерна
3.5 Методика определения аэродинамических свойств зерна
3.6 Методика планирования полного факторного эксперимента процесса сушки зерна
4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА
4.1 Построение оценочных моделей и их численная реализация
4.2 Проверка адекватности математической модели при позонном способе сушки
4.3 Выбор эффективных режимов сушки зерна в шахтных зерносушилках
4.4 Практические мероприятия и рекомендации по совершенствованию процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке
4.5 Выводы
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОЗОННОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ ШАХТНОГО ТИПА
5.1 Технико - экономические показатели использования позонного способа сушки
5.2 Производственные испытания
5.3 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Производство зерна является одной из важнейших задач устойчивого развития продовольственного рынка страны, а также обеспечения ее продовольственной безопасности. Решение задачи увеличения производства зерна должна решаться не только повышением валового сбора урожая зерновых, но и обеспечением качества зерна, ведь известно, что качество зерна - второй урожай.
Сушка, в процессе послеуборочной обработки зерна, является наиболее важным процессом [2, 4, 6] при формировании качественного и
количественного состава убранного урожая зерновых, в свою очередь, являясь наиболее узким местом в технологическом процессе послеуборочной обработки зерна.
В настоящее время при наличии большого количества зерносушилок, а также разнообразия их видов отмечается нерациональное их использование, применение режимов, не способствующих интенсификации процесса сушки и поддержанию параметров зерна в соответствии с агротребованиями на сушку. В результате чего, следует отметить, что расход топлива увеличивается, а производительность зерносушилок ниже паспортных значений.
Для снижения потерь, сохранности и обеспечения качества
высушиваемого зернового материала, снижения энергозатрат необходимо иметь зерносушилки обеспечивающие снижение влажности зерна до кондиционной (14... 16%) в установленные агросроки в соответствие с природно-климатической зоной (различный разброс по влажности требует дифференцированных режимов сушки и технической гибкости конструкции зерносушилок). Зерносушилки должны обеспечивать непрерывность процесса сушки, высокое качество товарного (продовольственного) зерна, а также минимальное снижение производительности при работе с семенным зерном.
Поэтому важнейшей задачей является выбор соответствующих режимов сушки зерна в зерносушилках сельскохозяйственного назначения, обоснование технологических режимов [2], а также применение гибких технологических

Данная модель является моделью физико-математического направления, получена с использованием балансовых уравнений тепла, массы, теплообмена и закона Дальтона - испарения влаги со свободной поверхности.
Модель содержит 4 линейных дифференциальных уравнения в частных производных с постоянными коэффициентами, модель сушильной камеры представляется 32 - 64 такими уравнениями.
Следует отметить, что здесь принято допущение о постоянстве коэффициента теплообмена а), используется частный закон тепломассообмена — закон Дальтона, второстепенные и неизмеряемые параметры состояния процесса сушки (влагосодержание сушильного агента и парциальное давление паров в теплоносителе и давление насыщенного пара в зерновом материале), эмпирические коэффициенты, уравнения не приведены к нормальному стандартному виду, сложность реализации на ЭВМ (возможность накопления вычислительных погрешностей метода численного решения) [66].
Авторами [32] приведен ступенчатый метод расчета процесса сушки.
Эта модель представляется наиболее удобной для решения оптимизационных задач и для определения степени взаимного влияния.
Модель (1.2) не приведена к стандартному виду. Использование закона Дальтона привело к еще одной некорректности — использованию неопределенных коэффициентов /?' и т'. Поэтому необходима конкретизация первого уравнения в данной модели.
Третья [82]— модель шахтной зерносушилки, представляющая собой два нелинейных трансцендентных уравнения относительно влажности и температуры зерна.