Термодинамическое обоснование графо-аналитического решения задачи влагопереноса в слое биологически активной продукции

• Автор: Кучеренко, Мария Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения

Введение.
Глава 1. Анализ процессов тепломассообмена и технологий обработки растительного сырья

1.1. Способы послеуборочной обработки биологически активной продукции

1.1.1. Биологически активное сырье как объект сушки.

1.1.2. Существующие способы термической обработки травы и зерна

1.2. Энергоэффективные технологии заготовки кормов

1.2.1. Солнечное излучение как естественный источник теплоты.

1.2.2. Устройство и принцип работы солнечных теплогенераторов

1.3. Анализ процессов тепломассообмена в слое растительного сырья

1.3.1. Движущие силы тепломассопереноса
1.3.2. Тепломассообмен в процессе сушки.
1.3.3. Тепломассообмен на основе потенциала влажности.
1.4. Результаты анализа состояния вопроса.
1.5. Цель и задачи исследований.
Глава 2. Аналитическое обоснование интенсивности влагообмена в слое биологически активного сырья
2.1. Классическая теплофизическая модель тепломассообмена в процессе сушки растительного сырья.
2.2. Термодинамическая трактовка построения линий 0сопз1 и процессов тепломассообмена на 1б0диаграмме
2.2.1. Графоаналитические исследования 1с10диаграммы
2.2.2. Построение процессов тепломассообмена на 1с10диаграмме
Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальные исследования процесса сушки
3.1. Методика и экспериментальная база исследований
3.2. Исследование динамики изменения параметров атмосферного воздуха как агента сушки
3.2.1. Методика измерения параметров наружного климата.
3.2.2. Количественные характеристики обеспеченности параметров наружного климата.
3.3. Натурные исследования и анализ экспериментальных данных.
3.4. Исследование эффективности использования солнечных коллекторов Выводы по главе 3
Глава 4. Инженерный метод расчта и техникоэкономическое обоснование режимов работы систем активной вентиляции
4.1. Инженерная методика расчта тепломассопереноса на основе градиента потенциала влажности.
4.2. Примеры расчета процесса сушки с помощью 1с10диаграммы.
4.3. Коэффициент обеспеченности сохранности травы и зерна
4.4 Экономическая и экологическая эффективность использования
систем солнечного подогрева.
4.5. Экономическая эффективность практического использования результатов исследования
Выводы по главе 4
Выводы по диссертации
Список используемой литературы


Повышения обеспеченности климатических условий можно достичь за счет подогрева приточного воздуха в пассивных системах солнечного отопления. Теоретические и практические рекомендации и методики расчетов имеют обобщенный характер и применимы для любых регионов страны. Применение предлагаемых решений сушильных установок позволяет повысить экономическую эффективность технологии сушки как за счет отказа от искусственного подогрева воздуха, так и за счет повышения качества готовой продукции. Работа выполнялась в период с по г. Разработка и обоснование вероятностных показателей нестационарных возмущающих воздействий на тепловой режим реконструированных зданий» и «Разработка и обоснование физико-математических моделей процессов тепломассопереноса в слое биологически активной продукции при нестационарных возмущающих воздействиях». Натурные исследования осуществлялись в СПК «Жигули» Самарской области и в хозяйствах Нижегородской области. Автор выражает свою благодарность д. Дыскину Л. М. (Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет), к. А.Н. Гвоздкову (Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет) и Тольятгинской гидромст-обсерватории за помощь в процессе выполнения исследований. ГЛАВА 1. Выбор наиболее рациональных способов и определение оптимальных режимов сушки растительного сырья во многом зависит от его структуры, химического состава и технологических свойств. В зависимости от вида и сорта растений, фазы развития, сроков посева и атмосферных условий зеленая масса травы имеет различный химический состав и влажность. Наибольшее количество питательных веществ содержится в листьях. Так, например, в листьях бобовых и злаковых трав содержание протеина в 2. В связи с этим, весовое соотношение листьев и стеблей является важным качественным показателем корма. При вйборе режимов и способов сушки травы также необходимо учитывать, что листья менее устойчивы к механическим воздействиям и сохнут в 4. Травянистые растения в момент скашивания содержат от до % влаги [6,,]. По химическому составу семян все зерновые культуры разделяют на четыре группы: хлебные злаки, бобовые, масличные и эфиромасличные культуры. Зерно, как и трава, содержит в своем составе углеводы, белки, жиры, воду и минеральные вещества. Зерно злаковых культур отличается высоким содержанием углеводов, бобовые богаты белком, а масличные -жирами. Влажность свежеубранного зерна в зависимости от метеорологических условий может колебаться от до % [,,,,]. Наличие свободной влаги в зерне и свежескошенной траве обусловливает их физиологическую активность (жизнедеятельность). С6Н/6 + 2 —>6С +6Н (1. Теоретическое количество теплоты, выделяемой в процессе окисления, составляет около кДж на 1 гМоль [,,,]. Фактическое количество выделяемой теплоты, т. Влияние этих факторов учитывается при определении удельного количества явной теплоты выделяемой травой, по формуле, предложенной Т. Я, = аУ„р ехр(-с,'»’щ,), (1. Ь„ С/- температурные коэффициенты. Численные значения количества теплоты, выделяющейся за время сушки, экспериментально определены некоторыми исследователями [,2] и колеблются в широком диапазоне (от кДж/фунт до 0 кДж/(т*ч)). Графически зависимости интенсивности дыхания зерна и травы от влажности и температуры представлены на рисунках 1. Интенсивность дыхания зерна незначительна при влажности массы менее . При дальнейшем повышении влажности процесс выделения СОг резко усиливается. Это объясняется тем, что вследствие низкой теплопроводности зерна, выделяемое при дыхании тепло аккумулируется зерновой массой, тем самым повышая его температуру и влажность, а следовательно, усиливая дыхание зерна и активизируя деятельность микроорганизмов. Таким образом, равновесная влажность зерна, обеспечивающая длительное хранение, для семян пшеницы, ржи и ячменя находится в пределах . При таких значениях влажности повышение температуры практически не влияет на интенсивность процесса (рис. Максимальное тепловыделение травой наблюдается при влажности . Рис. X ,мг СО. Рис. Рис. Удельные тепловыделения в слое травы []: 1 -Л = ,7 ‘С; 2 -Л =,0 ‘С; 3 -С = ,2 ’С; 4 -I. Рис.