Исследование теплообменных процессов при обработке сыпучих материалов в вихревом потоке

• Автор: Боронцоев, Андрей Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1.Современное состояние процесса охлаждения

зерна атмосферным воздухом.

1.1. Охладительные устройства, применяемые в зерносушилках.

1.2. Эффективность работы охладительных устройств зерносушилок.

1.3. Особенности искусственного охлаждения зерна и анализ возможностей интенсификации процесса.

1.4. Повышение эффективности процесса охлаждения зерна.

1.5. Оценка условий послеуборочной обработки зерна на примере лесостепной зоны Сибирского региона

1.5.1 Характеристика производства зернового материала поступающего

на послеуборочную обработку зерна в Сибири.

1.5.сновные свойства зерна как объекта послеуборочной
обработки
1.6.Основные выводы из анализа состояния вопроса, цель и задачи исследования.
2. Аналитические исследования процесса охлаждения
зерна при больших скоростях обтекания
2.1 .Аэродинамикие характеристики закрученного потока
2.1.1 .Аэродинамические свойства однофазного закрученною
потока.
2.2.2.Аэродинамические свойства двухфазного закрученного
потока.
2.2.Время пребывания материала в аппарате
2.3.Исследование конвективного теплообмена в аппаратах
с закрученным потоком
2.4.Определение основных характерисгик закрученного течения
в камере вихревого охладителя.
2.5. Методы расчета процесса охлаждения зерна.
2.6. Математическая модель процесса охлаждения сыпучих материалов в вихревом потоке
2.7.Выводы аналитических и задачи экспериментальных
исследований
3. Программа и методика экспериментальных
исследований вихревого охладителя
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Описание и техническая характеристика экспериментальной установки
3.3. Методика исследований аэродинамики установки
с закрученным воздушным потоком
3.4. Методика определения продолжительности пребывания зернистого материала в аппарате закрученного потока
3.5. Методика определения влажности сыпучих материалов
в процессе охлаждения
3.6. Методика определения закономерности изменения температуры зерна во времени при больших скоростях обтекания
его наружным воздухом
3.7. Методика определения степени травмирования зерна
3.8. Приборы и оборудование, применяемые при
проведении экспериментальных исследований
4. Результаты экспериментальных исследований.
4.1. Основные закономерности процесса охлаждения
зерна при больших скоростях обтекания
4.1.1. Температурная кривая
4.1.2. Продолжительность охлаждения
4.1.3. Зависимость коэффициента теплоотдачи
4.1.4. Критериальная зависимость.
4.2. Аэродинамика рабочей камеры и воздухополводящих коллекторов вихревого охладителя.
4.3. Изменение влажности зерна в процессе охлаждения.
4.4. Определение продолжительности пребывания
зернистого материала в аппарате закрученного потока
4.5.Травмирование зерна в вихревом охладителе
4.5.Основные выводы по результатам
экспериментальных исследований.
5. Техникоэкономическое обоснование вихревого охладителя
5.1. Расчет оптовой цены.
5.2. Расчет экономической эффективности
Общие выводы
Список использованной литературы


Охлаждение зерна в ней производится в плотном слое при тех же параметрах, что и в шахтных охладителях. Рис. При работе ее пространство между перфорированными цилиндрами заполняется нагретым зерном. В результате работы вентилятора во внутренней полости малого цилиндра создается разрежение, под действием которого наружный воздух проходит через отверстия стенок наружного цилиндра в слой зерна, охлаждая его, поступает во внутренний цилиндр и далее вентилятором выбрасывается наружу. Если уровень зерна будет выше допустимого, то избыток его будет сбрасываться не охлажденным по трубе контрольной сыпи. Поэтому на колонке установлены два датчика - верхнего и нижнего уровней зерна. Мотор-редуктор, приводящий во вращение шлюзовый затвор, включается и выключается автоматически при срабатывании, соответственно, верхнего или нижнего датчика. Охлажденное зерно периодически удаляется через шлюзовый затвор. Охладительные колонки просты в эксплуатации и требуют значительно меньше времени на монтаж. Поэтому они получили наибольшее применение в сельскохозяйственных зерносушилках, устанавливаемых в зерноочистительно-сушильных комплексах. Более прогрессивным приемом по сравнению с охлаждением зерна в плотном слое можно считать обработку его в разрыхленном слое. Теория и практика тепловых процессов доказывают, что переход от плотного слоя к разрыхленному ведет к ускорению процесса за счет повышения скорости обтекания. Направление развития конструкции охладительных устройств, в которых обработка зерна производится в разрыхленном слое, является перспективным. Для разрыхления зернового слоя в охладителях применяют вращающийся барабан с лопатками на внутренней поверхности, вибрацию и воздух. Рассмотрим барабанный охладитель, применяющийся в передвижной барабанной зерносушилке СЗПБ-2,0. Сушилка (рис. Рис. В разрезах даны поперечные сечения сушильного и охладительного барабанов. Передняя камера сушильного барабана служит для отвода отработанного сушильного агента и подачи просушенного зерна в охладительный барабан. Нагретое зерно из камеры выводят горизонтальным отводящим шнеком, подающим его к лопастям охладительного барабана. Охладительный барабан имеет четырехсекционную подъемно-лопастную систему. При каждом сбрасывании лопаткой зерно под влиянием воздушного потока и подпора загрузки перемещается вдоль оси барабана. Наружный воздух, всасываемый вентилятором через весь барабан, омывает осыпающееся и лежащее на полках зерно и охлаждает его. Охлажденное зерно из задней части барабана непрерывно выводится шлюзовым затвором в разгрузочный шнек. Последней подает его на дальнейшую обработку. Из-за малой производительности и незначительного коэффициента заполнения барабанный охладитель не получил широкого применения в сушилках. Разрыхление зернового слоя можно получить вибрацией. В этом направлении A. B. Авдеевым /1/ проведены исследования процесса охлаждения зерна в виброожиженном слое на экспериментальной установке (рис. Установка содержит раму 1, загрузочный бункер 2, вибролоток 3, короб 4, регулируемые борты 5, вибратор 6, упругую систему 7, переливную заслонку 9 и калорифер . Процесс обработки зерна в данной установке заключается в том, что нагретое зерно подается в загрузочный бункер, откуда при помощи вибрации расстекается по днищу лотка. По мере формирования виброжиженного слоя определенной высоты включается вентилятор. Подвод и отвод воздуха осуществляется через открытую поверхность слоя зерна при помощи заглубленного в него воздухоподводящего короба. Стенки короба, погруженного в зерновой слой, способствуют перемешиванию зерна по всему объему слоя. В этой установке зерно одновременно охлаждается и транспортируется в горизонтальном направлении. В виброжиженном слое по сравнению с плотным слоем порозность возрастает до 0,5-0,7 при тех же скоростях обтекания 0,3-0,6 м/с. Более значительное повышение скорости обдува и порозности слоя достигается воздухом. Так, например, П. В. Блохиным // были проведены экспериментальные исследования по охлаждению зерна в кипящем слое, образованном в аэрогравитационном транспортере. Аэрогравитационный охладитель (рис.