Имитационное моделирование процессов сушки зерна в зерносушилках сельскохозяйственного назначения

• Автор: Манасян, Сергей Керопович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 403 с. : ил.

1.1. Анализ технологических методов и средств сушки в поточной

комплексной организации послеуборочной обработки зерна

1.2. Конструктивные особенности сушильных камер зерносушилок

сельскохозяйственного назначения и тенденции их развития

1.3. Свойства зерна как объекта сушки

1.4. Сушка зерна при различных состояниях зерновых слов.

1.5 Обзор и анализ математических моделей процессов сушки в зерносушилках сельскохозяйственного назначения
1.6 Выводы

Глава 2. Имитационное моделирование процессов сушки зерна .

2.1. Модель функционирования сушильных установок сельскохозяйственного назначения.

2.2. Методика построения математической модели функционирования

сушильной камеры зерносушилки.
2.3. Разработка системы имитационных моделей процессов сушки зерна
2.4. Адаптация системы моделей к условиям технической эксплуатации зерносушилок
2.5. Выводы.
Глава 3. Программа и методика проведения экспериментальных
исследований процессов сушки зерна.
3.1. Разработка этапов и программы экспериментальных
исследований
3.2. Техническое обеспечение и обоснование способов организации
экспериментальных исследований системы сушки
3.3. Методика оценки непрерывно изменяющихся параметров влажности и температуры в сушильной камере
3.4. Организация лабораторных исследований по определению тепло
влагообменных характеристик распределения зерновых слоев в сушильной камере.
3.5. Обоснование численных экспериментов с сушильной системой
3.6. Выводы
Глава 4. Результаты натурных, лабораторных и численных экспериментов процесса сушки зерна.
4.1. Анализ степени взаимодействия параметров состояний системы
сушки зерна.
4.2. Определение числовых характеристик входных и выходных параметров системы имитационных моделей.
4.3. Оценка расхождения теоретических и экспериментальных параметров предлагаемой системы сушки зерна.
4.4. Аппроксимация передаточных функций для шахтной и барабанной сушилок.
4.5 Определение оптимальных динамических режимов системы сут
ки, регулирующих распределение температуры и влажности в зерновых слоях.
4.6 Обоснование качественных технологических примов, обеспечивающих эффективность сушки зерна.
4.7 Выводы
Глава 5. Алгоритмы идентификации имитационных моделей процессов сушки зерна в сушильных камерах зерносушилок сельскохозяйственного назначения
5.1. Функциональная идентификация по плотности потока массобмена
в сушильной камере
5.2. Исследование области допустимых параметров алгоритмов
идентификации, имитирующих физические характеристики взаимодействия зернового материала с агентами сушки.
5.3. Исследование математической и физической корректности моделей .
5.4. Разработка физических и математических критериев подобия
систем сушки при различных типах зерносушилок.
5.5. Моделирование передаточных функций системы сушки зерна,
формируемых в различных типах зерносушилок
5.6. Влияние начальных данных на статистическую устойчивость
системы сушки зерна.
5.7. Выводы
Глава 6. Практические рекомендации и техникоэкономические
показатели процессов сушки зерна.
6.1. Выбор конструктивных и режимных параметров эксплуатации зерносушилок в условиях Красноярского края
6.2. Планирование мероприятий по модернизации технологических линий сушки зерна.
6.3. Практические мероприятия и рекомендации по совершенствованию процесса сушки зерна
6.4. Расчт экономического эффекта от введения инновационной системы сушки зерна
6.5. Предлагаемые конструкции зерносушилок работающих с применением позонного способа сушки
6.6. Выводы.
Общие выводы
Библиографический список
Приложение
Введение


Современные технические способы осуществления процесса сушки и конструкции сушильных установок весьма разнообразны. Эффективность охлаждения зерна обусловлена правильной наладкой и эксплуатацией зерносушилки, при которых вентиляционная система работает в заданном режиме, а выпускное устройство равномерно распределяет зерно по поперечному сечению шахты. Все более широкое распространение получают зерносушилки, использующие позонный способ сушки, и в том числе комбинированные многокамерные многоцелевые установки, имеющие блочномодульную структуру, осуществляющие комбинированную обработку зерна в слоях разной структуры. При разработке новых конструкций зерносушилок особое внимание надо уделять качеству сушки зерна и экономии топлива и электроэнергии, расходуемых на сушку. Частичная рециркуляция отработавшего агента сушки и охлаждающего воздуха обеспечивает экономию топлива пределах 5. Также следует более полно использовать возможности солнечной сушки зерна, как в сочетании с соответствующими возможностями новых и разрабатываемых зерносушилок, так и на открытых площадках для приемки зернового материала. В сухую солнечную погоду за световой день зерно можно подсушить на 2 3 а если использовать специальные устройства, материал размещать тонкими слоями мм и периодически перемешивать слои, то на 3,5 4,5. Это экономит 4 6 кг условного топлива на 1 т зерна, нуждающегося в сушке, и 1,5. Втчт электроэнергии. Учитывая, что при этом исходная влажность зерна, как правило, невысокая, становится возможным в высокотемпературных сушильных устройствах досушивать материал, поступивший за предшествующие менее благоприятные периоды уборочного сезона 1. Большая роль в обеспечении качества высушиваемого зернового материала, экономии топлива и электроэнергии и интенсификации процессов сушки принадлежит автоматизации зерносушилок стабилизация температурного режима сушки, контроль за температурой и влажностью зерна, многосвязное комбинированное автоматическое управление с обратными связями по состоянию и возмущению, самонастраивающаяся система управления на основе математической модели. Повышению устойчивости функционирования и энергосбережению в системах сельскохозяйственных машин на основе оптимизации температуры рабочих агентов в различных зональных и производственных условиях посвящены работы А. И. Буркова, В. Д. Галкина, В. Г. Еникеева, С. В. Каверзина, Э. И. Липковича, В. В. Матюшева, В. И. Пахомова, В. А. Сысуева, Н. И . Я. Федоренко и других ученых. Сушильные установки различаются практически по каждому из приведенных выше пятнадцати классификационных признаков см. В то же время следует отметить, что далеко не все типы и виды зерносушилок в достаточной степени распространены в современном сельском хозяйстве. Наибольшее распространение в настоящее время с точки зрения конструктивных признаков сушильной камеры получили шахтные ШС, барабанные БС, камерные КС, а также бункерные сушилки и бункера активного вентилирования БАВ . В меньшей степени используются конвейерные сушилки в основном для сушки мелких семян трав, карусельные сушилки для сушки льна, трубные в качестве дополнительного вспомогательного элемента для кратковременного предварительного нагрева зерна к основной зерносушилке шахтного или камерного типа, а также колонковые, батарейные, тоннельные и другого типа. Тип зерносушилок, их число и производительность необходимо выбирать исходя из условий функционирования объекта ПОЗ валовой сбор, коэффициент неравномерности поступления, коэффициент накопления, математических ожиданий, среднесезонная и среднесуточная влажности поступающего зерна, числа культур, продолжительность поступления 4,. Исходным состоянием слоя зернового материала с порядковым номером . К1 является плотный неподвижный слой. Он имеет место в БАВ, напольной, треугольной, ромбической сушилках. Интенсивность сушки в агрегатах с кипящим слоем АКС К4 на несколько порядков выше, чем в БС рыхлый слой, К 3, а в последних на два порядка выше, чем в ШС плотный подвижный слой, К 2, в которых, в свою очередь, она на дватри порядка выше, чем в БАВ. X


х

а
т
к
с
х

о. X
СО
ЗЕ
Рисунок 1.