Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждения зерна на основе интенсификации тепломассообменных процессов

• Автор: Сорочинский, Владимир Фёдорович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 407 с. : ил.

1.1. Функционирование технологических систем сушки и охлаждения зерна и основные направления их развития

1.2. Методы интенсификации конвективной высокотемпературной сушки зерна

1.3. Методы интенсификации охлаждения зерна с применением искусственного холода

1.4. Теплообмен между поверхностью и псевдоожиженным слоем при нагреве и охлаждении зерна
1.5. Комбинированные способы конвективной сушки зерна Глава 2. Теплофизические свойства зерна и тепломассообменные

характеристики единичной зерновки в процессах сушки и охлаждения

2.1. Сравнительное определение теплофизических свойств зерна методами регулярного режима и теплометрического калориметра

2.2. Кинетика и динамика сушки и охлаждения зерновки

2.2.1. Методика исследования и экспериментальные установки

2.2.2. Градиенты температуры и влагосодержания в зерновке при сушке и охлаждении

2.2.3. Интенсивность испарения влаги с поверхности зерновки в процессах сушки и охлаждения
2.2.4. Влияние температуры и влажности зерновки на коэффициент диффузии влаги
2.2.5. Изменение коэффициента массоотдачи зерновки в процессах процессах сушки и охлаждения
2.3. Изменение массообменных критериев зерновки в процессах
сушки и охлаждения
Глава 3. Тепломассообмен в слое зерна при конвективном и конвективно кондуктивном теплоотводе
3.1. Методика исследования процесса охлаждения зерна при конвективном и конвективно кондуктивном теплоотводе
3.2. Кинетика охлаждения слоя зерна искусственно охлажднным воздухом при различных гидродинамических режимах
3.3. Аэродинамика движущегося псевдоожиженного слоя зерна
3.4. Изменение плотности теплового потока на вертикальной поверхности теплообмена при различных гидродинамических режимах
3.5. Теплообмен псевдоожиженного слоя зерна с вертикальной поверхностью
3.6. Математическое описание процесса охлаждения зерна при конвективно кондуктивном теплоотводе
Глава 4. Технология двухстадийной сушки зерна
4.1. Методика исследования процесса двухстадийной сушки зерна
4.2. Кинетика сушки и охлаждения нагретого зерна в слое различной высоты
4.3. Влияние режимов активного вентилирования на качество зерна риса и пшеницы при двухстсдийной сушке
4.4. Технология двухстадийной сушки риса зерна с активным вентилированием в складах и силосах элеваторов
4.5. Операторные модели и показатели стабильности высокотемпературной и двухстадийной сушки зерна
4.6. Развитие систем активного вентилирования в технологии двухстадийной сушки зерна
Глава 5. Разработка нового оборудования для сушки и охлаждения зерна
5.1. Шахтная рециркуляционная зерносушилка с предварительным
нагревом зерна и гибкой технологической схемой
5.2. Охладитель зерна в псевдоожиженном слое при конвективнокондуктивном теплоотводе
5.3. Тепловентиляторный блок для сушки зерна в бункерах активного вентилирования и зерноскладах
5.4. Тепловентиляторный блок для сушки зерна нагретым воздухом
5.5. Воздухонагреватель с централизованным теплоснабжением для шахтных зерносушилок
5.6. Система контроля температур отработавшего сушильного агента для шахтных зерносушилок
5.7. Экономическая эффективность использования разработанного оборудования и технологий для сушки, охлаждения и активного вентилирования зерна
Основные результаты и выводы
Литература


Это положение легло в основу разработки целого ряда высокотемпературных прямоточных, а также рециркуляционных зерносушилок с предварительным нагревом зерна, в которых просушенное рециркулирующее зерно играет роль промежуточного теплоносителя и влагопоглотителя , наиболее полная классификация которых, группирующая их по общности технологических схем сушки, предложена В. А.Резчиковым 9. При этом цикл сушки, характеризующийся наличием двух периодов снижающейся и нарастающей температуры зерна с убывающей скоростью сушки при условии равенства начальной и конечной температуры зерна в цикле, получил название квазиизотермический. Эффективность работы зерносушилки определяется взаимодействием процессов внутреннего и внешнего тепломассообмена в этом цикле. В идеальном случае сушка в цикле будет происходить при постоянной температуре нагрева зерна, при этом все тепло, подведенное с сушильным агентом, расходуется на испарение влаги. При проведении экспериментальных исследований осуществляется моделирование сушильных процессов , , , 9, 8, 5, 6, 3, 5. При этом важным является их описание с использованием критериев подобия , что позволяет распространить выявление закономерности на аналогичные процессы и различные материалы. Математическое описание интенсифицированной сушки предварительно нагретого зерна проведено В. При этом было установлено, что скорость сушки зерна в периоде снижающейся температуры зерна близка к скорости испарения влаги со свободной поверхности. Для расчта скорости сушки в период падающей скорости использовалось значение скорости сушки, достигаемое в периоде снижающейся температуры зерна, а для определения температуры зерна при сушке получено уравнение в виде полинома четвртой степени. Для расчта гидродинамики и теплообмена в слое зерна в качестве определяющего размера при расчте критерия Нуссельта был принят либо эквивалентный диаметр слоя 2, либо высота продуваемого слоя зерна . Адекватность разработанной модели подтверждалась экспериментальными данными 2. Дальнейшее уточнение предложенная модель могла бы получить при использовании для расчта массообменного критерия Нуссельта обобщнного уравнения А. При этом для слоя сыпучего материала концентрация дисперсной фазы учитывается его порозностыо , 6 и значение оказывается часто меньше минимального значения, равного 2. В 6 рекомендуется также при изменении в процессе сушки режимных параметров проводить усреднение коэффициента массоотдачи от начала до конца процесса. Предложенная В. А. Резниковым математическая модель обладает достаточной общностью, охватывает различные технологические схемы прямоточной и рециркуляционной сушки и позволяет рассчитывать кинетику сушки и время пребывания зерна в сушилке. Для рециркуляционных зерносушилок разные способы подготовки смеси сырого и рециркулирующего зерна предопределяют различия как в технологических схемах зерносушилок, так и в конструктивном исполнении сушильных шахт, камер нагрева, транспортных коммуникаций, систем утилизации теплоносителя и сушильного агента. Приведенная , , , 9 классификация непрерывно действующих рециркуляционных зерносушилок дополнена 1. В этом случае разные способы подготовки смеси сырого и рециркулирующего зерна и его нагрева предопределяют различия как в технологических схемах зерносушилок, так и в конструктивном исполнении сушильных шахт, камер нагрева, транспортных коммуникаций, систем утилизации теплоносителя и сушильного агента. Анализ технологических схем и термограмм процесса сушки высокотемпературных рециркуляционных зерносушилок с предварительным нагревом зерна, а также результатов их примочных испытаний табл. При сушке зерна на газовой рециркуляционной зерносушилке, например, РД2 х , в которой осуществляется предварительный нагрев смеси сырого и рециркулирующего зерна, основной процесс сушки осуществляется в шахтах промежуточного охлаждения , , , 4, 5, 1, 0 атмосферным либо прошедшим зону окончательного охлаждения воздухом рис. При этом происходит существенное снижение температуры рециркулирующего зерна до С с одновременным уменьшением коэффициента диффузии влаги. Это приводит к малому съму влаги в рециркуляционной шахте, составляющему обычно 0,,2 и многократной рециркуляции зерна, определяет существенные удельные затраты тепла на испарение влаги, которые составляют кДжкг исп.