Математическое моделирование процесса сушки движущегося слоя зерна в режиме инвертирования

• Автор: Миронов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор.

1.1. Состояние техники и технологии сушки зерна.

1.2. Развитие научных положений сушки как основы совершенствования техники сушки зерна.

1.3. Методы исследования процессов тепло и массопереноса при

1.4. Выводы по обзору. Формулировка цели и задач исследования

2. Обоснование описания процесса сушки зерна с применением потенциала массопереноса

2.1. Получение зависимостей для определения потенциала массопереноса и связанных с ним параметров

2.2. Постановка и решение задачи потенциалопроводности для зерна.

3. Постановка и решение задачи сушки движущегося слоя зерна

4. Идентификация параметров процесса сушки зерна в слое через потенциал массопереноса.
5. Моделирование процесса сушки слоя зерна с
инвертированием.
6. Технические предложения по результатам исследования.
Выводы.
Литература


После заполнения включается теплогенератор и начинается процесс сушки. В процессе сушки горячий воздух заданной температуры под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами теплогенераторов, проходя через равномерно движущийся слой зерна, нагревает его. Образуемая при этом влага удаляется наружу через перфорированные стенки зерновых камер. Электронная система контроля и мониторинга , с помощью датчиков контроля влажности и датчиков ограничения верхнего предела зерна 4, по обеим сторонам сушильной камеры, а так же термостатные сенсоры верхнего ограничения температуры сушильной камеры 5, сообщает оператору всю необходимую информацию посредством ЖК-дисплея с подсветкой. Компьютер так же подсчитывает общее время работы сушилки, текущую производительность и общее количество высушенного зерна. Данные установки имеют следующий недостаток: поток сушильного агента идет в одном направлении - изнутри, а слой зерна равномерно движется по зерновой колонке (рисунок 1. В результате зерновой слой, располагающийся ближе к внутренней стенке зерновой колонки, имеет более высокую температуру и низкую влажность, чем зерновой слой, прилегающий к внешней стенке зерновой колонки. Поэтому внутренние слои зерна пересушиваются, а внешние, как правило, остаются недосушенными. Рисунок 1. Зерносушилка фирмы «Sukup». Рисунок 1. Тепловой поток зерносушилки «Бикир». Перегрев внутреннего зернового слоя приводит к понижению его качества. Одним из путей устранения указанного недостатка является снижение температуры сушки и, как следствие, снижение производительности, что практически неприемлемо. Представляется, что применение инвертирования, т. Современное состояние термодинамического подхода в теории сушки. Применение термодинамических методов анализа, построенных как на классической равновесной термодинамике, так и на термодинамике необратимых процессов, позволило создать прочную базу теории сушки []. Использование термодинамических методов анализа обусловлено применением понятия потенциала. Под потенциалом переноса понимают функцию состояния системы, которая при равновесии равна во всех точках системы и градиент которой определяет направление и скорость переноса соответствующей субстанции []. Если провести аналогию с теплопередачей, где давно и успешно применяются термодинамические методы анализа, то потенциалом переноса в теплопередаче является температура, а теплосодержанию аналогично понятие массосодержание. Дальнейшим развитием классической термодинамики равновесных состояний и термодинамики необратимых процессов являются работы [; ]. Методы термодинамики нашли применение при анализе процесса сушки [; ]. Термодинамический метод исследования процессов переноса тепла и массы вещества основывается на всеобщих законах природы - законе сохранения массы вещества и законе сохранения и превращения энергии. Таким образом, термодинамические свойства системы определяются через характеристические функции []. Обычно это внутренняя энергия (и), энтальпия (Н), свободная энергия (Б) и изобарно-изотермический потенциал (X). Вид применяемой характеристической функции определяется условиями взаимодействия системы с окружающей средой []. А2. Если влага связана адсорбционными силами, то величина // тождественна адсорбционному потенциалу Поляни, взятому с обратным знаком:. Пп^ (1. При допущении равенства энтальпии воды удельной теплоте испарения ее, что связано с погрешностью до %, в работе [] получено соотно-шение: '. КТп-и- (1. В уравнении (1. Цо~ та часть химического потенциала, которая зависит только от потенциала переноса от стандартного уровня, при котором потенциал переноса равен нулю. В гигроскопической области за этот стандартный уровень принимают величину химического потенциала массы вещества при ф = 1 []. Тогда перенос вещества химического потенциала к низшему рассчитывается аналогично переносу при отрицательных температурах шкалы Цельсия. Уравнение (1. В настоящее время наметилось два подхода к определению химического потенци&ча переносов влаги капиллярно-пористых тел. Первое основано на идее А.