Повышение эффективности функционирования емкостных накопителей при изменении технологических свойств зерна в результате протекающих в нем капиллярных явлений

• Автор: Федосеев, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 332 с. : ил. + Прил. (с.333-450: ил.)

Содержание.
1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность исследования .

1.2. Анализ литературных источников .

1.3. Цели и задачи исследования .

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ .

2.1. Капиллярные силы адгезии и когезии в сыпучем материале .

2.2. Анализ сил трения в сыпучем материале, обусловленных капиллярными явлениями

2.3. Исследование влияния капиллярных сил адгезии и когезии на истечение сыпучего материала из бункерных установок .
2.4. Распределение давления сыпучего материала в силосе с учетом капиллярных явлений
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ ВЛАГИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА .
3.1. Исследования сил трения в зерновом материале сельскохозяйственных культур .
3.2. Условия равновесия зернового материала на наклонной и вибрирующей плоскостях .
3.3. Исследования процесса истечения из бункера зернового материала различной влажности
3.4. Исследование зависимости от времени капиллярных сил в зерновом материале слеживаемость сыпучих материалов.
4. ОЦЕНКА ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ .
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Условные обозначения
Глоссарий .
Литература


Как отмечалось, при длительном хранении влажных зерновых материалов без перемещения происходит явление их слеживаемости. На процесс слеживания существенное влияние оказывает влага, которая определяется не только влажностью зерна, но может конденсироваться, либо попадать при атмосферных осадках. Жидкость, заполняя пустоты уплотненного зернового материала, формирует капиллярные силы когезии. С течением времени капиллярные силы когезии возрастают и зерновой материал приобретает свойства твердого тела. Причиной резкого возрастания сил когезии может быть температура. Так, при температуре ниже -4°С происходит смерзание влажных зерновых масс. Смерзание связано с образованием кристаллов льда между зернами. Возможна также слеживаемость зернового материала и физиологического характера, которая является следствием жизнедеятельности компонентов зерновых масс. Особенно сильно зерновая масса слеживается в процессе самосогревания. Химические реакции между частицами удобрений также могут способствовать росту химических связей и росту аутогезионных сил. Оценивают степень слеживаемости, по данным [0], косвенными методами: по сопротивлению вдавливания в слой зернового материала стержня определенного профиля, либо по сопротивлению разрушения столбика из зернового материала под нагрузкой. В последнем случае степень слеживаемости оценивают по величине разрушающей нагрузки, приходящейся на единицу площади испытываемого образца. По величине разрушающей нагрузке сыпучие материалы (в том числе зерновые) условно делятся на несколько категорий слеживаемости: легкая, незначительная, средняя и сильная. При сильной слеживаемости зерновые материалы теряют одно из основных механических свойств - текучесть и приобретают свойства монолита. Уменьшая каким-либо способом силы адгезии и когезии можно снизить слеживаемость зерновых материалов. Наиболее радикальными средствами являются уменьшение влажности и периодическое перемещение. Другой метод борьбы со слеживаемостыо основан на укрупнении частиц и образовании гранул (гранулированные комбикорма, удобрения и т. Каждая гранула представляет собой монолит. Частицы внутри гранулы прочно связаны за счет уплотнения, т. Укрупненный (гранулированный) сыпучий материал обладает пониженной внутренней прочностью и повышенной текучестью. Для исключения влаги иногда используют такие методы, как введение гидрофобных частиц в сыпучий материал. Однако этот метод в сыпучих сельскохозяйственных материалах используют редко. Некоторые вопросы слеживаемости рассматриваются в [,1 - 3]. Таким образом, из приведенного обзора следует, что теоретические вопросы слеживаемости зернового материала, влияние влажности на слеживаемость, также практически не разработаны. Проведенный анализ литературных источников позволяет установить следующее. Вопросы воздействия капиллярных явлений в сыпучем материале на физико-механические свойства зерна и, как следствие, на его технологические параметры не исследованы. Практически не исследованы также вопросы влияния влажности зерна на его расход из бункерных установок и на перераспределение давлений в силосах. Вопросы слеживаемости сыпучих сельскохозяйственных материалов исследованы лишь с качественной стороны, с разделением на слеживаемость физического и физиологического характера. Каких-либо теоретических разработок на эту тему выявлено не было. Соответственно в литературе не затрагиваются и вопросы диагностики слеживаемости сыпучих сельскохозяйственных материалов. В существующих моделях сыпучих тел также практически не затрагиваются вопросы влажности зерна. Выявлена только одна модель сыпучего тела (предложенная проф. В.С. Кунаковым), в которой затрагиваются эти вопросы. Однако она, во-первых, дает лишь качественное согласие с экспериментальными данными, что указывает на несовершенство этой модели. Во-вторых, из всех возможных следствий, вытекающих из наличия жидких включений между частицами, в ней рассматривается только вязкое трение. В-третьих, в этой модели остается открытым вопрос о количестве жидкости между зернами, достаточном для проявления вязкого трения.