Совершенствование системы распределения теплоносителя в зерновых сушилках шахтного типа

• Автор: Жеребцов, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.

Основные условные обозначения.

Введение

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Технология сушки зерна в шахтных зерносушилках

1.2 Методы оптимизации процесса сушки .

1.3 Обзор исследований системы распределения теплоносителя.

1.4 Постановка цели и задач научного исследования

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В СУШИЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ШАХТНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ

2.1 Модель функционирования шахтной зерносушилки и

постановка задачи оптимизации процесса сушки
2.2 Математическое и физическое моделирование течения газа.
2.3 Обоснование метода выравнивания условий сушки
в шахтной зерносушилке
2.3.1 Возможности решения задачи выравниванием
поля разности давлении.
I
2.3.2 Возмоэсности решения задачи изменением сопротивления
зернового слоя.
2.4 Методика расчета геометрических параметров перфорации распределительных коробов
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ТЕЧЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ..
3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований
3.2 Экспериментальные установки и методика исследований
3.2.1 Технологическая схема экспериментальной установки
для исследования течения газа
3.2.2 Методика и устройство для измерения скорости газа
в подвижном зерновом слое.
3.2.3 Методика проведения экспериментов и обработки информации
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.
4.1 Исследование поля скорости теплоносителя в сушильном пространстве.
4.2 Исследование поля температуры и влажности зерна
в сушильном пространстве ,
4.3 Расчет геометрических характеристик перфорации распределительных коробов
5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1 Результаты испытания шахтной зерносушилки с усовершенствованной системой распределения теплоносителя
5.1. 1 Испытание средств уменьшения зоны пониженной
фильтрации газа в сушильном пространстве.
5.1.2 Испытание системы распределения теплоносителя
с перфорированными коробами
5.1.3 Испытание сушилки с усовершенствованной системой распределения теплоносителя в условиях производства
5.2 Экономическая эффективность реализации усовершенствованной системы распределения теплоносителя.г.
Основные выводы и рекомендации.
Список литературы


В шахтных сушилках нужную интенсивность обеспечивают выбором двух управляемых величин ~ температуры теплоносителя и производительности выпускного аппарата (экспозиции сушки). Однако интенсивность сушки ограничена необходимостью сохранения качественных показателей зернового материала. Выполнение этих требований накладывает ограничения на режимы обработки зерна в сушилках. Основным препятствием, ограничивающим интенсивность сушки, является термоустойчивость зерна. Её характеризуют максимальной температурой нагрева, при которой не наступает денатурация белкового комплекса зерновки и, следовательно, обеспечивается сохранение её качественных показателей [2]. Степень денатурации белков - сложная функция температуры зерна, его влажности, времени нагрева и природы белка. Наиболее чувствителен к нагреву зародыш, менее - эндосперм. В связи с этим, при. Для определения допустимой температуры нагрева семенного зерйа в практике применяют формулу С. У -— + lgT. Из неё следует, что с уменьшением влажности W и экспозиции сушки т повышается термоустойчивость зерна. Учет этой закономерности является технологическим обоснованием возможностей интенсификации сушки зерна, и реализуется в сушилках применением дифференцированных режимов для различных зон камеры сушки [3, 8, 9, 6, 7]. В шахтных сушилках наибольшему нагреву подвержено зерно, расположенное в «пограничном» слое - под подводящими теплоноситель коробами. В работах С. Д. Птицына, Г. С. Окуня, О. Н. Катковой [8, 9, 9] показано, что уже через . При этом нагрев зерна в других слоях остается значительно меньшим. Нагрев «пограничного» слоя ограничивает возможности шахтных сушилок] и определяет допустимые температуры теплоносителя при сушке зерна. Г.С. Окунем [9] экспериментально обоснована предельно допустимая скорость сушки зерна. Установлено, что средняя скорость сушки независимо от начальной влажности зернового материала не должна превышать %/час. При такой скорости сохраняются семенные и продовольственные качества зерна, если оно не нагревалось выше допустимых температур. Основные ограничения на выполнение процесса сушки заданы агротехническими требованиями. Отклонение температуры зерна от среднего значения по отдельным коробам (в зоне максимального нагрева - нижняя часть камеры сушки) не должно превышать ±5 °С на семенном, ±7 °С - на продовольственном режиме (для шахтных зерносушилок) и ±3 °С (по времени) - на выходе из сушильного барабана барабанных зерносушилок. Теплогенераторы сушилок должны обеспечивать поддержание температуры теплоносителя на заданном уровне с предельными отклонениями ±3°С. Температуру нагрева зерна контролируют дистанционными термометрами. В шахтных сушилках реализован распределенный контроль температуры в четырех точках нижнего горизонтального сечения камеры сушки []. ГОСТ 1-). Оперативный контроль влажности зерна осуществляют электровлагомерами ВЗПК-1, ПВЗ-Д и др. ПВЗ-Д []. Исследование функционирования современных зерновых сушилок в условиях сельскохозяйственного производства подтверждает низкое качество выполнения ими рабочего процесса. Это является следствием стохастического характера изменения характеристик зернового вороха, поступающего на сушку, и особенностей конструктивного исполнения сушильных агрегатов и их систем управления. Установлено, что в наиболее нагреваемой зоне разброс абсолютных значений температуры зерна достигает 4. С, а влажности - 4. В [, 1] установлено, что одной из причин неравцомерной сушки, в горизонтальных сечениях является некачественное изготовление выгрузных аппаратов кареточного типа, приводящее к неодинаковым условиям истечения зерна через их выпускные щели. В [, , 5, 5, 2] установлено, что причиной колебаний температуры зерна на выходе камеры сушки являются колебания температуры теплоносителя, которые в процессе работы достигаю^ 9. С. Вызываемые этим колебания температуры зерна достигают ±5. Однако в [, , ] установлено, что оснащение шахтных сушилок системой стабилизации температуры теплоносителя не обеспечивает стабилизацию в них температуры зерна.