Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДО
ВАНИЯ 8
1.1. ОСОБЕННОСТИ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ. 8
1.1.1. Особенности природно-климатических и производственных уел о-
вий уборки зерновых культур в Восточной Сибири 8
-
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС СУШКИ ХЛЕБНОЙ МАССЫ АКТИВНЫМ ВЕНТИЛИРОВАНИЕМ 21
-
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЕСКИХ СХЕМ УСТАНОВОК АКТИВНОГО ВЕНТИ-
ЛИРОВАНИЯ ЗЕРНА И ХЛЕБНОЙ МАССЫ 28
1.4. ВЫВОДЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 33
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ 35
-
АНАЛИЗ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА 35
-
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СУШКИ ТОЛСТОГО СЛОЯ ЗЕРНОВОГО
ВОРОХА ПРИ ВЕНТИЛИРОВАНИИ 38
2.3.ГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИВОЙ СКОРОСТИ СУШКИ 45
2.4. ПАРАМЕТРЫ И СВОЙСТВА ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО ЗАКОНА РАСПРЕ
ДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ХЛЕБНОЙ МАССЫ ОТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНО
СТИ СУШКИ 47
2.5. ВЫВОДЫ 50
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВА
НИЯ 51
3.1. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ 51
-
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СУШКУ ХЛЕБНОЙ МАССЫ АКТИВНЫМ ВЕНТИЛИРОВАНИЕМ 51
-
ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ БУНКЕРА 52
-
Входные параметры вентиляционного блока 53
-
Выходные параметры вентиляционного блока 54
3.3.3. Выходные параметры процесса вентилирования 55
3.4. ВЫБОР ПЛАНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 58
3.4.1. Методика определения влажности хлебной массы воздушно-
тепловым способом 61
3.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕС
СА СУШКИ ХЛЕБНОЙ МАССЫ И ИЗУЧЕНИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ
НА НЕГО 64
3.5.1. Последовательность проведения эксперимента 66
3.6. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 69
-
Методика исключения грубых ошибок при измерении влажности хлебной массы воздушно-тепловым способом 69
-
Оценка истинного значения величины влажности хлебной массы
воздушно-тепловым способом 70
-
Методика вычисления необходимого числа опытов 71
-
Методика подбора законов распределения, построения частотных гистограмм и функций плотности распределения 71
3.6.5. Методика проверки эмпирического распределения с теоретиче-
ским 73
-
Методика нахождения функциональных связей между исследуемыми факторами и коэффициентом сушки 74
-
Методика отыскания параметров, входящих в эмпирические формулы нелинейно ^
-
Сглаживание эмпирических формул 76
-
Регрессионный анализ зависимостей технологического коэффициента от рассматриваемых факторов 76
3.6.10. Определение комплексного влияния и взаимосвязи между пара
метрами '
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 79
4.1. СТАТИСТИЧЕКАЯ ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
4
параметров сушки хлебной массы 79
4.2. НАХОЖДЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ КОЭФФИЦИЕН
ТОМ СУШКИ И ФАКТОРАМИ, ВЛИЯЮЩИМИ НА НЕГО 8^
4.3. ВЫБОР АППРОКСИМИРУЮЩИХ ФУНКЦИЙ 85
4.3.1.Построение кривых сушки хлебной массы ячменя для рассматриваемых фаз созревания в период постоянной скорости сушки ... 85
4.3.2. Выбор аппроксимирующих функций зависимостей технологиче
ского коэффициента от режимов вентилирования, степени из
мельчения, массы материала 89
4.4. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ СКОРОСТИ СУШКИ ГРАФИЧЕСКИМ СПОСО-
БОМ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ 91
4.5. ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА СУШКИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНО-
ГО РАСХОДА ВОЗДУХА, СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И МАССЫ МА
ТЕРИАЛА 93
-
ЗАВИСИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА СУШКИ ОТ ФАЗ СОЗРЕВАНИЯ ХЛЕБНОЙ МАССЫ ЯЧМЕНЯ 97
-
ГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ХЛЕБНОЙ МАССЫ 102
-
ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА СУШКИ ОТ РЕЖИМОВ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ, СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, МАССЫ МАТЕРИАЛА ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ИХ ВЛИЯНИИ 108
-
НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ХЛЕБНОЙ МАССЫ ЯЧМЕНЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ СУШКИ 114
4.10. ВЫВОДЫ 117
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ 119
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 124
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126
ПРИЛОЖЕНИЯ 139
Введение к работе
Восточная Сибирь включает территории Республик Бурятии и Тыва, Красноярского края, Иркутской и Читинской областей. Производство зерна имеет большое значение для данного региона. Под зерновыми здесь занято 2600 тыс. га. Валовой сбор зерна во всех категориях хозяйств Восточной Сибири снизился на 19%. Урожайность в целом по региону в среднем составила 13,2 ц/га [2].
Такое снижение связано, прежде всего, с высокой трудоемкостью возделывания и уборки зерновых культур, а также недостатком и дороговизной машин для ее возделывания и уборки.
На долю пшеницы в структуре посевных площадей, занятых под зерновыми, приходилось 36,4%,овса - 30,4%, ячменя - 14%. При чем ячмень является одной из основных кормовых культур в данном регионе. Зерносею-щие регионы, в основном, расположены в южной части Восточной Сибири, куда входит Иркутская область [2, 3].
Уборка зерновых является сложным и трудоемким технологическим процессом. К тому же большую роль в сроках уборки играют погодные условия. Иркутская область, как и Восточная Сибирь в целом, характеризуется наличием сложных погодных условий в период уборки зерновых.
Наряду с комбайновой уборкой зерновых в последние годы были разработаны технологии уборки зерновых культур с обработкой биологического урожая на стационаре. Основной технологической операцией в этих технол о-гиях является сушка хлебной массы в период после скашивания и до обмолота. В Восточной Сибири в период уборки наблюдается пик выпадения осадков, поэтому в данных технологиях убирается высоковлажная хлебная масса, которая требует сушки до кондиционной влажности. Сушка хлебной массы необходима не только для уменьшения влажности, но и для сохранения, а в некоторых случаях, улучшения качества зерна. При чем на данную технол о-гическую операцию затрачивается значительное количество энергии. Анализ литературных источников показал, что данный процесс недостаточно изучен. Поэтому обеспечение рациональных режимов сушки хлебной массы до необходимых параметров при уборке зерновых культур с обработкой биологич с-ского урожая на стационаре является весьма актуальной.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии по теме № 15К разделу 1.4. «Технологическое и техническое обеспечение дозревания и сушки хлебной массы в скоплениях».
Рабочей гипотезой, является предположение о том, что в процессе сушки хлебной массы активным вентилированием ее влажность изменяется по экспоненциальной зависимости.
Цель работы - повышение эффективности уборки зерновых культур с обработкой биологического урожая на стационаре по обоснованию режимов процесса сушки хлебной массы активным вентилированием.
Объект исследований - процесс сушки хлебной массы зерновых в технологиях с обработкой биологического урожая на стационаре.
Предмет исследований - взаимосвязи показателей процесса сушки хлебной массы в зависимости от основных факторов (степени измельчения хлебной массы, фазы созревания, массы материала и режимов вентилирования), влияющих на этот процесс.
Научная новизна.
1. В работе использован феноменологический подход к построению модели сушки хлебной массы. Выбор и соотношение технологических параметров реального процесса сушки строится на основе известной матрицы идеального влаговыделения и влагосъема для данной хлебной массы.
Использовано понятие «технологического коэффициента сушки», являющегося главным показателем интенсивности реального процесса сушки. Его величина зависит от значительной скорости, расхода и температуры агента сушки, влажности и физико-механических свойств объекта сушки.
Определены зависимости коэффициента сушки от основных факторов ре-
7 жима сушки хлебной массы.
Практическая значимость. Предложенные режимы сушки хлебной массы можно определить по разработанной номограмме, что позволит при различных условиях данного процесса довести хлебную массу до кондиционных значений за оптимальный агротехнический срок.
Реализация работы. Производственная проверка результатов исследований осуществлялась в фермерских хозяйствах Аларского района Иркутской области, а также в ЗАО «Нива» и АО «Сибирь» филиала АО «Белореченское» Черемховского района Иркутской области.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Иркутской государственной сельскохозяйственной академии в период с 1998 по 2003 г.г., на расширенном заседании кафедры "Эксплуатации машинно-тракторного парка" факультета механизации сельскох о-зяйственного производства ИрГСХА (2003 г.), на международной научно-практичекой конференции в Новосибирском государственном аграрном университете (НГАУ, г. Новосибирск, 2001 г.), на научной конференции Бурятской государственной сельскохозяйственной академии (Бур ГСХА, г. Улан-Удэ, 2001 г.), на научной конференции в ВСИ МВД РФ (г. Иркутск, 2001 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 работ общим объемом 1,6 п.л.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографии из 150 наименований, приложения. Она изложена на 151 странице, включает 15 таблиц, 42 рисунка и 8 приложений.
