Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Бакиев Илшат Талгатович

Интенсификация процесса сушки початков кукурузы
<
Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы Интенсификация процесса сушки початков кукурузы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бакиев Илшат Талгатович. Интенсификация процесса сушки початков кукурузы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Уфа, 2005 137 c. РГБ ОД, 61:05-5/2126

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса сушки и задачи исследования 11

1.1 Характеристика и свойства початков кукурузы как объекта сушки 11

1.2 Способы сушки кукурузы и конструкции сушилок 20

1.3 Режимы сушки початков кукурузы 28

1.4 Цель и задачи исследований

3 8 Выводы 40

2 Теоретические исследования процесса сушки 41

2.1 Механизм удаления влаги с початков 41

2.2 Влияние режимных параметров на процесс удаления влаги 43

2.3 Методы расчета и способы интенсификации процесса сушки 47

2.4 Теоретические аспекты адаптивного режима сушки 55

Выводы 69

3 Программа и методика исследований процесса сушки кукурузы 70

3.1 Экспериментальная установка 70

3.2 Планирование многофакторного эксперимента 75

3.3 Подготовка объекта сушки 76

3.4 Измерение влажности початков 77

3.5 Измерение скорости агента сушки в слое 77

3.6 Измерение температуры агента сушки и расхода электроэнергии 78

3.7 Измерение влажности воздуха по высоте толстого слоя 78

Выводы 80

4 Анализ результатов экспериментальных исследований 81

4.1 Зависимость продолжительности сушки от температуры и скорости теплоносителя

4.2 Зависимость энергозатрат от режимов сушки 91

4.3 Изменение относительной влажности агента сушки по высоте слоя 94

Выводы 96

5 Технико-экономическая эффективность внедрения результатов работы 97

5.1 Методика использования программы оптимизации 97

5.2 Результаты производственного внедрения 101

5.3 Экономическая эффективность сушки в адаптивном режиме 103

Выводы 105

Основные выводы 106

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Кукуруза является одной из самых распространенных сельскохозяйственных культур и возделывается для кормовых, технических и пищевых целей. В настоящее время в мире производится свыше 600 млн. т её зерна, и по объему производства она находится на первом месте по сравнению с традиционно основными зерновыми культурами, такими как пшеница, рожь, рис. Ее зерно содержит значительное количество крахмала, белка, масла, минеральных веществ. Потенциал урожайности культуры очень высок, в связи с чем планомерно увеличиваются объемы ее производства.

Кукуруза созревает сравнительно поздно, в конце сентября - начале октября. Поэтому убирать её приходится в период затяжных дождей и около 80% урожая поступает на хлебоприемные пункты с влажностью выше 30%.

Сушка является основным и самым надежным способом обеспечения количественной и качественной сохранности зерна. Она ускоряет послеуборочное дозревание, уничтожает вредителей. При правильно проведенной сушке за счет тепловой обработки улучшаются семенные и кормовые свойства. В то же время, это наиболее ответственный, сложный и энергоемкий процесс среди большого числа технологических операций по послеуборочной обработке. Початки кукурузы отличаются исключительно высокой энергоемкостью сушки - в 4...5 раза большей по сравнению с другими зерновыми культурами. Это объясняется высокой уборочной влажностью и низкой влагоотдающей способностью кукурузы.

Тщательное исследование процесса сушки початков кукурузы и анализ конструкций существующих сушилок позволили выявить, что одним из наиболее эффективных способов снижения себестоимости сушки является разработка и внедрение энергосберегающих режимов.

Работа выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой Республики Башкортостан «Возделывание кукурузы на зерно в хозяйствах РБ».

Цель и задачи работы. Целью диссертации является интенсификация процесса сушки початков кукурузы путем разработки нового энергосберегающего режима сушки, позволяющего повысить производительность сушилки, снизить энергозатраты и получить исходный материал требуемой влажности с сохранением семенных и кормовых качеств. Для достижения этой цели в работе определены следующие задачи

- изучить и обобщить физико-механические свойства початков кукурузы;

-разработать теоретические и методические основы разработки нового энергосберегающего режима сушки, повышающего ее интенсивность;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработать энергосберегающий режим для сушки початков кукурузы;

- обосновать конструктивные параметры сушильной установки в соответствии с разработанным режимом;

- создать компьютерную программу оптимизации значений режимных параметров и расчета основных показателей процесса сушки;

- внедрить результаты работы в производство и оценить их эффективность.

Объект исследования - процесс сушки початков кукурузы в конвейерной сушилке. Предмет исследования - влияние комплекса режимных параметров на характер и интенсивность процесса сушки.

Научная новизна. Разработан новый методический подход интенсификации процесса сушки путем изменения значений режимных параметров в зависимости от изменения состояния материала в процессе сушки. Получена математическая модель процесса сушки початков, выражающая зависимость её продолжительности от начальной влажности початков, температуры и скорости теплоносителя. Определены зависимости, позволяющие согласовать конструктивные параметры сушильной установки в соответствии с разработанным режимом.

Научная новизна работы подтверждена положительным решением Государственного комитета РФ по патентам и товарным знакам о выдаче патента на изобретение «Сушильная установка непрерывного действия» (по заявке №2003129263/06(031230) от 30.09.2003 г.).

На выносятся

- методический подход к интенсификации процесса сушки путем изменения значений её режимных параметров в зависимости от изменения состояния материала в процессе сушки;

- математическая модель процесса сушки початков кукурузы, описывающая зависимость её продолжительности от начальной влажности початков, температуры и скорости теплоносителя;

- аналитические зависимости, позволяющие согласовать конструктивные параметры сушильной установки в соответствии с разработанным режимом.

Достоверность результатов. Достоверность результатов исследований доказана методами математической статистики и подтверждена результатами внедрения методики расчета энергосберегающих режимов сушки на действующей сушилке.

Практическая ценность. Разработанная методика расчета значений параметров режима сушки и компьютерная программа «Кукуруза» могут быть использованы как для расчета режимов сушки початков кукурузы в различных сушильных камерах, так и для обоснования режимов сушки других трудновы-сушиваемых сельскохозяйственных культур.

Реализация работ. Предлагаемая методика расчета режима сушки початков кукурузы реализована в конвейерной сушильной установке СПК-6 в МУП «Илишкомбикорм» Илишевского района Республики Башкортостан.

Апробация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях факультета механизации сельского хозяйства Башкирского государственного аграрного университета (2001-2004 гг.), в Челябинском агроинженерном университете (2002-2003 гг.), на Международной научно-практической конференции (в рамках VIII Международной специализированной выставки «Прод Урал - 2002) в г. Уфе.

Публикации по теме диссертации. Основные результаты диссертации с достаточной полнотой опубликованы в 11 научных статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 151 наименований и приложений. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка и 18 таблиц. 

Способы сушки кукурузы и конструкции сушилок

Для экспериментального определения этих параметров используют стационарные (метод пластины, цилиндра и шара использовали Деббит /137/ и Оксли /141/) и нестационарные (метод мгновенной пластины, неограниченного эталона) методы. Для определения теплофизических характеристик кукурузы Куприц Я.Н. и Егоров Г.А. использовали метод регулярного режима. Основные зависимости, приведенные в работе /38, 123/ показаны в таблице 1.1.

Как видно из таблицы все основные теплотехнические параметры зависят от влажности початка. Следует отметить, что кукурузу отличает высокая уборочная влажность: по данным статуправления до 80% всей поступающей на хлебоприемные пункты кукурузы имеют влажность 34-38%. По зонам возделывания в работе /11/ приведены следующие данные (табл. 1.2).

Днепропетровская область Опытное хозяйство ВНИИ кукурузы 36...52 30...45 45...55 Закарпатская Область Закарпатская областная опытная станция 32...35 28...32 40...45 Хмельницкая область Украины Учхоз Каменец-Подольского СХИ 46 40 55 Краснодарский край СКФВИМ 35...43 32...40 42...55 Республика Башкортостан Учхоз Башкирского агроуниверситета 32...48 26...38 40...54 Теплоемкость влажного зерна также можно определить по формуле /109/: с = с„.-0,01-(100-» ) + 0,01-И , (1.12) где ссв -теплоемкость абсолютно сухого вещества зерна, Дж/(кг-град); W - относительная влажность зерна, %. К примеру, теплоемкость абсолютно сухой клетчатки равна 1340 Дж/{кг град), жиров - 2051 Дж/(кг град) /109/, а воды - 4186,8 Дж1(кг град). То есть, теплоемкость початка зависит от соотношения количества воды и абсолютно сухого вещества и с увеличением влажности она возрастает.

Таким образом, чтобы судить о теплофизических характеристиках различных анатомических частей зерна или початка кукурузы, важно знать, как в них распределена влага. Гигроскопические свойства зародыша и остальной части зерновки кукурузы существенно различаются. Эндосперм обладает наименьшей гигроскопичностью, большей - оболочка и максимальной зародыш. При увеличении общей влажности зерна, зародыш всегда имеет более высокую влажность. С уменьшением общей влажности это различие менее существенно, зародыш отдает влагу более интенсивно. Так по данным Голика М. Г., изучившего распределение влажности в зерне, обработанным B.C. Уколовым при общей влажности зерна кукурузы 17%, влажность зерна и зародыша одинакова. При увеличении общей влажности, содержание влаги в зародыше выше, а при уменьшении - ниже, чем у зерна. При 100%-ной относительной влажности наибольшей гигроскопичностью обладают цветочные нити, затем по убывающей идут обертки, цветочные пленки, стержень и зерно. Характерно, что при относительной влажности ниже 90% стержень хуже сорбирует и десорбирует парообразную влагу, чем зерно, а при более высокой относительной влажности воздуха наблюдается обратный эффект. Из различных частей стержня наибольшей гигроскопичностью обладает верхушка, затем основание и середина стержня. Зародыш и остальная часть зерновки неодинаково поглощают парообразную влагу из атмосферы. Эта разница становится более отчетливой с увеличением продолжительности нахождения в атмосфере, насыщенной парообразной влагой. При увеличении общей влажности зародыш имеет более высокую влажность, чем само зерно, причем это превышение тем больше, чем выше была общая влажность. С уменьшением влажности различие постепенно снижается. Затем зародыш начинает терять воду более интенсивно, чем зерно. Зародыш за одно и то же время поглощает почти в три раза больше влаги, чем остальная часть зерна /43/. Это объясняется пористой структурой его тканей и наличием в нем гидрофильных веществ. Паренхимная ткань состоящая из рыхлых клеток выполняет роль водопроводящей системы. Большая часть влаги проникает в зерновку кукурузы через находящиеся в семяножке сосудистые пучки. Мигрируя дальше, она проникает к паренхимной ткани, а затем, быстро распространяясь по ней, попадает в зародыш. Испарение влаги идет в обратном направлении /43/.

Важной характеристикой зернового материала при сушке является термоустойчивость, так как с целью интенсификации процесса, сушку целесообразно проводить при максимально высоких температурах. Для количественной оценки термоустойчивости используется температура нагревания и время, в течение которого сохраняется ее значение. В отличие от многих зерновых, у которых термоустойчивость, в основном, определяется пределом денатурации его белкового комплекса, термоустойчивость кукурузы семенного и продовольственно-кормового назначения ограничена всхожестью и ее структурно-механическими свойствами /91, 92/. В работе Птицина С.Д. /101/ показано, что предельно допустимую температуру нагревания зерна (в элементарном слое), в т. ч. зерна кукурузы, можно оценивать по формуле:

Методы расчета и способы интенсификации процесса сушки

Интенсивность процесса сушки зависит от скорости перемещения влаги внутри материала и скорости ее удаления с поверхности. При равновесном состоянии последнего (равенстве парциальных давлений пара над поверхностью материала и в окружающей среде, температуры среды и тела) скорость сушки равна нулю. Изменение хотя бы одного из параметров окружающей среды нарушает равновесие влажного материала. Рассмотрим более подробно, как меняются параметры початка при высокотемпературной сушке. В начальный момент температура его равна / „, влажность - wHa4. Далее его температура повышается до температуры мокрого термометра tMm, а влажность снижается до значения wMM (влажность материала, когда его температура достигнет температуры мокрого термометра). При сушке с предварительным подогревом условно принимаем, что wHa4=wMm . В течение периода постоянной скорости сушки температура постоянна, а влажность снижается по линейному закону до значения переходной влажности w„,. Во втором периоде температура материала постоянно повышается и стремится к температуре агента сушки tac, а влажность приближается к равновесной wp .

Как известно, влияние того или иного режимного параметра зависит от состояния материала: температуры, влажности. Значение последнего определяет энергию связи влаги с материалом. По характеру протекания процесса сушки и состояния материала при этом, общую продолжительность процесса целесообразно условно разделить на следующие периоды: - I - прогрев, при влажности початков от wlia4 до wMm - II - постоянная скорость сушки, при влажности от wMM до м „, (значение его колеблется от 30 до 28 %); - III — падающая скорость сушки при влажности от wnX до равновесной wp (в зависимости от схемы послеуборочной обработки, обычно или 18...20% или 14...15%).

Значения влажности в переходных точках установили по анализу кривых сушки при различных режимах. В схемах сушилок с предварительным нагревом I и II периоды можно объединить. Также в последнем периоде можно выделить и четвертый, когда при достижении второй переходной влажности wn2 (в пределах 18...20%) характер изменения скорости меняется. Это вызвано возрастанием сил связи влаги с материалом в гигроскопической области состояния. На рисунке 2.1 приведена кривая сушки и температурные кривые для початков кукурузы при tac = 70 С и vac =0,64 м/с, и выделены соответствующие периоды сушки.

В начале первого периода поверхность материала нагревается из-за теплообмена. С увеличением температуры частицы воды, находящиеся на поверхности материала, отрываются от материала и попадают в пограничный слой воздуха, превращаясь в пар. Вследствие этого появляется разность давлений пара над поверхностью материала и окружающей среды, вызывая диффузию пара. Заметим, что первый период является самым коротким и интенсивность теплообмена и, как следствие, скорость нагрева поверхности материала и продолжительность периода в основном определяются скоростью агента сушки.

Во втором периоде по аналогии с испарением с открытой поверхности интенсивность процесса сушки описывается уравнением Дальтона /21/: давление насыщенного водяного пара при температуре испарения, мм.рт.ст.\ р„ - парциальное давление пара в окружающем воздухе, мм.рт.ст.; р() - нормальное барометрическое давление, мм.рт.ст.\ р - давление, при котором происходит испарение, мм.рт.ст. Как видно из уравнения, следует стремиться к увеличению разности (Рм -Рп) Этого можно достичь повышением температуры материала или снижением влажности агента сушки. При этом следует обратить внимание также на то, что во втором периоде поверхность материала насыщена влагой, и скорость её перемещение из внутренних слоев не влияет на интенсивность процесса. Тепло, подводимое к материалу, расходуется только на испарение, так как его температура не повышается. Следовательно, все зависит от условий теплообмена. Согласно уравнению Ньютона скорость передачи тепла /109/:

Третий период является наиболее длительным и отличается тем, что интенсивность сушки определяется скоростью перемещения влаги из внутренних слоев к поверхности. При этом поверхность испарения жидкости в капиллярах, прилегающая к поверхности материала начинает перемещаться в глубь материала и теплота, необходимая для испарения, подается через определенный слой материала. А влага, находящаяся внутри материала, до того, как в парообразном состоянии попадет на поверхность материала, должна пройти через слой высушенного материала. Основными потенциалами влагопроводности яв 47 ляются градиент влажности и градиент температуры, сонаправленность которых ускоряет сушку.

Для снижения энергозатрат на сушку следует выявить характер влияния, как каждого, так и комплекса режимных параметров на процесс сушки для рассматриваемых периодов.

Энергосберегающий режим сушки - это такое сочетание режимных параметров, при котором обеспечивается наименьшая стоимость обработки зерна. При увеличении значении режимных параметров, с одной стороны, уменьшается продолжительность процесса, с другой стороны, повышаются энергетические затраты. Для выбора оптимального режима необходимо, прежде всего, рассчитать продолжительность сушки при различных значениях параметров сушильного агента. Для этого рассмотрим и проанализируем существующие методы и зависимости, предложенные для этого другими исследователями. Все они, как правило, основываются на ряде упрощающих допущений и применимы для расчета какой-либо одной или группы однородных материалов. На пример, при анализе режимов работы зерносушилок используют детерминистические модели: предполагается, что влажность каждого зерна равна средней влажности поступающей в сушилку массы.

В своей работе Филоненко Г.И. /125/ предложил расчет продолжительности сушки по его приведенной скорости і//, представляющей собой отношение скорости сушки в момент времени г к скорости для периода постоянной скорости сушки N:

Измерение скорости агента сушки в слое

Датчик вместе с резисторами Rl, R3, R4, R7 образуют измерительный мост. Баланса моста при заданной температуре обеспечивается переменным резистором R6. Если температура выше заданной, полярность напряжения разбаланса моста на входе компаратора DA1 такова, что выходной транзистор последнего закрыт, в противном случае — открыт. На вывод 9 IC1 (коллектор выходного транзистора) подается с выхода однополупериодного выпрямителя на диодах D2 и D4 пульсирующее напряжение. Амплитуда его импульсов ограничена стабилитроном D5. При температуре ниже заданной импульсы с вывода 2 1С 1 (эмиттера выходного транзистора) поступают на входы оптотиристорных усилителей, открывая их. Цепь VD4C4 превращает пульсирующее напряжение в постоянное. После стабилизатора DA2 им питают измерительный мост и ком 74 паратор. О срабатывании терморегулятора сигнализирует зажигание светодио-да D4.

Данная схема управляет нагревателем только в одной фазе. Для применения ее в трехфазной системе был использован промежуточный блок, функцией которого является управление нагревателями в каждой фазе отдельно. Его схема показана на рисунке 3.4. Рассмотрим ее работу на примере одного канала.

Резисторы Rl , R2 служат делителями напряжения для управления ключевым транзистором ТІ, который управляет микросхемой ІС1, содержащей в своем составе оптронный тиристор и светодиод. При подаче сигнала управления на базу транзистора ТІ он открывается и через его коллектор-эмиттер протекает ток управления. Одновременно зажигается светодиод D3, сигнализирующий о включении нафевательного элемента. Резистор R9 офаничивает ток управления оптронной парой. После включения оптотиристора цепь выпрямительного моста В1 замыкается и управляющие электроды силового симистор-ного ключа. Силовой ключ управляет уже секциями ТЭНов.

Регулирование расхода, следовательно, и скорости агента сушки в камере производится изменением «живого сечения» воздуховода с помощью заслонки 7 (рисунке 3.1). Тарировочные значения её положений приведены в таблице 2 приложения.

Для выявления зависимости продолжительности сушки от значений режимных параметров нами был использован трехуровневый план эксперимента Бокса-Бенкина /86, 89/, матрица которого приведена в таблице 3 приложения. В сравнении с ортогональными и ротатабельными планами он является более экономичным и обладает их свойствами /56/.

Входными факторами эксперимента являются: начальная влажность початка, температура и скорость агента сушки.

Диапазон изменения первого фактора принят исходя из его среднего значения и наиболее вероятных пределов изменения при поступлении в хлебоприемные пункты (по данным статуправления, таблица 1.2). Пределы изменения температуры агента сушки установлены по рекомендациям, приведенным в работах /11, 25, 63, 114, 134/. Максимальное значение скорости теплоносителя приняты из условия наиболее полного использования его сушащего потенциала и максимального значения аэродинамического сопротивления системы, минимальное по рекомендациям /54/, исходя из значения допустимой разности влажности и температуры початков верхнего и нижнего слоев. Результаты анализа работ в исследуемой области, а также самостоятельно проведенные проб 76 ные опыты позволили выбрать основные уровни факторов (таблица 4 приложения).

Как было отмечено в первой главе, влажность початков кукурузы определяется фазой их спелости и зависит от сроков уборки. В качестве объекта сушки были выбраны початки кукурузы наиболее распространенного в Республике Башкортостан районизированного гибрида Бемо 181 СВ, убранные в фазе полной технической спелости и имевшие в период проведения опытов значение естественной влажности от 32 до 40 %. Для повторного использования данный материал искусственно увлажнялся.

Скорость теплоносителя в слое при различной величине расхода для каждого положения регулятора определялась по среднему динамическому напору. Значение последнего измерялось трубкой Пито-Прандтля в комплекте с микроманометром ММН-240/5-1,0 согласно методике ОСТ 70.10.1-82. Поперечное сечение камеры разбивали на концентрические прямоугольники, в центрах которых по взаимоперпендикулярным отрезкам проводились измерения в трехкратной повторности по методике /55/. Полученные значения усреднялись, и по ним вычислялась средняя скорость фильтрации:

Влажность воздуха контролировалась датчиком влажности HIH-3610-004, # который представляет собой многослойный чувствительный элемент с чередо ванием губчатой платины и полимера, нанесенный на подножку из кремния со схемой нормализации и усиления сигнала. Благодаря такой многослойной структуре датчика его чувствительный элемент защищен от воздействия пыли, масел и грязи. Характеристика его приведена в таблице 3.2, а схема мостового усилителя для этого датчика приведена рис. 3.5. В ней использован интегральный преобразователь положительного напряжения в отрицательное А1 типа LT1054, имеющий малое выходное сопротивление. Такое исполнение схемы позволяет более эффективно использовать линейность датчика и приводит к улучшению сигнала. Подстройка показаний шкалы производится резистором 5к. Погрешность усилителей не превышает 0,05% на 1% влажности.

Зависимость энергозатрат от режимов сушки

Для второго периода характер кривой определяется скоростью миграции влаги из середины зерновок к периферии. Причем повышение температуры агента сушки до какого то определенного значения не приводит к увеличению скорости сушки и затраты на нее возрастают с увеличением температуры. Дальнейшее увеличение температуры способствуют повышению скорости сушки и затраты на нее уменьшаются из-за сокращения времени сушки. Как видно из рисунка 4.6 б с повышением скорости сушильного агента 0,6 м/с, наблюдается уменьшение энергозатрат с повышением температуры, что наиболее ярко выражено до tac =46С.

Скорость удаления влаги с поверхности початка кроме вышеотмеченных значений режимных параметров, зависит и от того, насколько сушильный агент насыщен в данный момент влагой. Влагосодержание воздуха в свою очередь зависит от текущей влажности початков и непостоянно по высоте их слоя, что подтверждают полученные нами экспериментальные данные (рис. 4.6 а и б).

Как видно из рисунка 4.6 а) в начале процесса сушки теплоноситель насыщается до предельного значения, т.е. происходит конденсация влаги на верхних слоях. Далее по мере снижения влажности початков (при переходе во второй период сушки) относительная влажность постепенно снижается и к концу процесса приближается к равновесному значению.

При увеличении скорости агента сушки (рис. 4.4 б), он не успевает полностью насыщаться в нижних слоях и впитывает влагу по всей высоте насыпи, т.е. влагосъем по высоте слоя идет более равномерно. 19

Следует отметить, что с увеличением скорости сушильного агента разница его относительной влажности по слоям уменьшается. Следовательно, равномерней будет распределена влажность початков по высоте насыпи. Выводы 1. Полученные уравнения рефессии описывают процесс с необходимой достоверностью. 2. При меньшем значений скорости агента сушки (0,3...0,4 м/с) влияние температуры существеннее, чем при больших ее значениях (0,9... 1,0 м/с). 3. Максимальные затраты на сушку для I периода получаются при va.c. =1 м/с и при меньших значениях tac (30 С) и с уменьшением скорости теплоносителя среднее по температуре значение затрат уменьшается, так как при меньших значениях скорости более полно используется влагоем-кость сушильного агента. 4. Оптимальные значения режимных параметров для I периода vo.c. =0,98 м1с- м.= 45 С, для 2-го периода va.c. =0,6 м/с, tac = S\ С. 5. При увеличении скорости агента сушки влагосъем по высоте слоя проис ходит более равномерно и разница его относительной влажности по вы соте слоя уменьшается. Минимальное значение скорости теплоносителя, при котором не происходит «запаривание» початков верхних слоев, со ставляет « 0,4 м/с.

Разработанная методика оптимизации режимных параметров для сушки початков кукурузы реализована в Microsoft@ Excel 2000 с использованием Элементов управления и макросов Visual Basic в программе «Кукуруза». Программа позволяет определить следующие параметры:

Диалоговое окно результатов расчета программы «Кукуруза». Программа защищена от некорректных действий пользователя - при неправильном вводе данных выдаются сообщения об ошибках. Основные правила работы с программой приведены в виде кратких инструкций на «выпадающих» примечаниях. На листе «База» приведены наиболее часто используемые справочные данные: теплофизические свойства материала и теплоносителя, характеристики наиболее часто используемых видов топлива.

Блок схема алгоритма программы представлена на рис. 5.3, где указана последовательность ввода исходных данных и решения задачи.

Разработанная методика расчета режима сушки была реализована на сушильной установке конвейерного типа СПК - 6 в в МУП «Илишкомбикорм» Илишевского района Республики Башкортостан. Оптимальные значения режимных параметров рассчитывались с помощью программы «Кукуруза».

Как отмечалось ранее, программа также оптимизирует конструктивные параметры сушилки - соотношение длин зон сушки. Так как на действующей установке возможность регулирования длин зон не предусмотрена, то при вводе ограничении для оптимизации режимных параметров длины зон были приняты равными 5 м. Адаптивный режим достигается изменением подачи теплоносителя и его температуры.

Для оценки плотности распределения вероятности конечной влажности початков проводили контрольные измерения значений этого параметра. Сушили на рассчитанных оптимальных режимных от начальной влажности WHm =38% до конечной 18 %. Плотность распределения вероятностей конечной влажности приведена на рис 5.4.

Похожие диссертации на Интенсификация процесса сушки початков кукурузы