Вивчення процесу сушіння насіння у киплячому стані міні-зерносушарки каскадного типу. Вплив кута нахилу каскадів, температури, тиску повітря на зняття насіннєвої вологи. Розрахунок економічного ефекту від використання міні-зерносушарки каскадного типу.
Аннотация к работе
Тому забезпечення стійкого збереження і стабілізації якості насіння можна досягти тільки шляхом своєчасного та інтенсивного сушіння. У даний час проблемам підвищення ефективності технологічних процесів сушіння насіннєвих культур приділяється велика увага, особливо це актуально для малих фермерських господарств, де обробляють та сушать насіння невеликих обємів, тому у Кіровоградському національному технічному університеті на кафедрі сільськогосподарського машинобудування розроблена зерносушарка для цих господарств. Проаналізувати способи і засоби сушіння насіння в киплячому шарі та сфери їх раціонального використання. Запропонувати принципову технологічну схему міні-зерносушарки каскадного типу з використанням теплової обробки насіння в киплячому шарі. уперше встановлено закономірності зміни шпаруватості та збільшення обєму неоднорідного киплячого шару насіння на кожному каскаді залежно від параметрів сушильної камери;У другому розділі "Теоретичні дослідження процесу сушіння насіння в киплячому шарі" запропонована модель переносу теплоти від агента сушіння та поверхні каскаду до шару насіння для технологічного процесу запропонованої міні-зерносушарки Теплота до насінини передається від агента сушіння та поверхні каскаду Кількість теплоти , сприйнятої частинками ї-го шарового поясу з площею за середній час ч, складає: (1) де d - приведений діаметр насінини, м; ї - шар насіння на каскаді; лн, ла - теплопровідність насінини та агента сушіння відповідно, КДЖ·с/МОС; сн, са - питома теплоємність насінини та агента сушіння відповідно, Дж/КГОС; Sн - площа насінини, м2; Г - коефіцієнт форми насінини; аа, ан - коефіцієнт температуропровідності матеріалу насінини та агента сушіння; са, сн - густина агента сушіння та насінини відповідно, кг/м3; ч - середній час дотикання матеріалу до каскаду, с. Через велику теплопровідність насінин (наявність вологи в насінині зумовлює високу теплопровідність порівняно з теплопровідністю агента сушіння) частина теплоти, перенесеної від нагрітого каскаду до насінини, проходитиме крізь невелику площу при дотику насінини до поверхні каскаду. Згідно з законом Фурє кількість теплоти, яка пройшла крізь площу дотику за середній час ч, для однієї частинки, дорівнює: (2) де - питома теплоємність матеріалу каскаду, Дж/КГОС; - теплопровідність каскаду, КДЖ·с/МОС; ск - густина матеріалу каскаду (сталі), кг/м3; ч - середній час дотикання матеріалу до каскаду, с. Отримана залежність (5) установлює вплив на розширення шару швидкості агента сушіння в сушарці і основних параметрів неперервної та дискретної фаз кипіння.З урахуванням світових тенденцій щодо ефективного використання енергетичних ресурсів конструкції сучасних сушарок повинні забезпечити скорочення тривалості технологічних процесів сушіння, зниження питомої витрати енергії, підвищення якості готових виробів і продуктивності праці та поліпшення санітарно-гігієнічних умов роботи саме тому, на наш погляд, найкращим шляхом вирішення даної задачі може бути ефективне використання зерносушарки каскадного типу з застосуванням киплячого шару в даному технологічному процесі. На основі розробленої моделі переносу теплоти з урахуванням структурних та гідродинамічних ефектів визначені енергетичні витрати на сушіння, та експериментально підтверджено правомірність моделі і встановлено, що для пшениці енерговитрати становлять - Е = 80,575 КДЖ/кг, для соняшника - Е = 111,102 КДЖ/кг, для сої - Е = 223,428 КДЖ/кг. Встановлено, що розширення киплячого шару (зміна шпаруватості) повязана зі швидкістю агента сушіння залежністю (5), а величина його відносного розширення може бути розрахована згідно з формулою (6). Експериментально визначено діапазон зміни параметрів міні-зерносушарки каскадного типу, в межах яких можна досягати якісного сушіння насіння: тиск у сушильній камері (дифузорі) - Р1 = 500 - 600 Па; тиск агента сушіння у трубі подачі попереднього прогріву - Р2 = 25 - 50 Па; температура в сушильній камері - t1 = 70 - 130 ОС; температура агента сушіння у трубі подачі попереднього прогріву - t2 = 70 - 130 ОС; товщина шару матеріалу - h = 0,010 - 0,020 м; кут нахилу робочих каскадів б = 3 - 12 0, при яких дозволяється отримати наступні показники ефективності роботи сушарки: ефект сушіння для насіннєвих культур W = 74 - 92 %; продуктивність Q = 0,22 - 0,54 т/год; енергетичні витрати Е = 12,5 КВТ.