Вдосконалення процесу сушіння льоносировини в рулонах шляхом активного вентилювання за рахунок дослідження та врахування структурних характеристик і фізико-механічних властивостей рулонних шарів. Реверсивне підведення повітряного потоку сушарки.
Аннотация к работе
Оскільки прогресивна технологія передбачає збирання льоносировини у рулони, розроблено способи досушування матеріалу в цих паковках. Отже, актуальною задачею є вдосконалення процесу сушіння льоносировини у рулоні шляхом врахування його структурних особливостей в поєднанні з раціональним способом сушіння і розробка засобів для реалізації даного процесу, що в комплексі дозволить зменшити енерговитрати на процес сушіння та забезпечити збереження сировини високої якості в повному обємі. встановити закономірність зміни швидкості повітряного потоку за висотою шарів льоносировини в рулоні при вентилюванні з врахуванням їх структурних характеристик; теоретично дослідити процес вивантаження рулону з сушарки; В опублікованих працях у співавторстві частка здобувача складає 60-75%, в них проаналізовано конструкції засобів сушіння рослинних матеріалів у рулонах [1], досліджено інтенсивність вентилювання та сушіння шарів матеріалу в рулоні [2] з врахуванням їх структурних характеристик [3,5,7,9], встановлено раціональний спосіб сушіння льоносировини у рулоні [4,10], а також обґрунтовано швидкість сушильного агента [6] та розглянуто процес вивантаження рулону з сушарки [8].Встановлено, що паковка “рулон”, поряд з перевагами, має і ряд недоліків, основний з яких - нерівномірний розподіл матеріалу за обємом рулону внаслідок конусності стебел, розтягнутості стрічки та способу його формування, що спричиняє нерівномірне просушування матеріалу і нераціональне використання повітряного потоку (сушильний агент або атмосферне повітря). Встановлено, що до основних недоліків сушарок можна віднести: відсутність герметичних сушильних камер; наявність спеціальних засобів для підведення повітряного потоку, які пошкоджують рулон; підведення повітряного потоку без врахування розподілу матеріалу за обємом паковки, що спричиняє його нерівномірне просушування; складність повітророзподільної системи; відсутність механізмів завантаження-вивантаження рулонів. Пресування шару матеріалу перед скручуванням його у рулон до щільності , забезпечує максимально допустиме пресування стебел та достатню проникливість шарів матеріалу в рулоні для повітряного потоку, що інтенсифікує процес сушіння. , (7) та зміни швидкості за висотою шару (6), отримано залежність для визначення початкової швидкості сушильного агента: , (8) де - поверхня стебел в одиниці висоти шару матеріалу, м2/м; - середнє значення коефіцієнта тепловіддачі за висотою шару матеріалу, Вт/(м2?°С); - температура сушильного агента, °С; - температура матеріалу, °С; - висота шару матеріалу, м; - площа пор у поперечному перерізі шару матеріалу, м2; - середня швидкість сушильного агента в шарі матеріалу, м/с; - питома вага повітря, кг/м3; - теплоємність сушильного агента при сталому тиску, Дж/(кг?°С); - значення температури сушильного агента, за якої він максимально насичується вологою за даних умов, °С; - температура сушильного агента на вході у шар матеріалу, °С. Виходячи з цього отримано залежність для визначення необхідного загального обєму сушильного агента на сушіння: , (9) де - кількість прийнятих умовних шарів у рулоні, яка вибирається таким чином, щоб у кожний умовний шар потрапляла однакова кількість шарів матеріалу; - маса шару, кг; , - відповідно, початкова та кінцева вологість матеріалу, %; - щільність шару, кг/м3; - інтенсивність сушіння початкового елементарного шару матеріалу, кг/(м2?с); - відстань від центра рулону до зовнішнього краю-го шару, м; - площа поверхні стебел у шарі матеріалу, м2.Запропоновано вдосконалену модель шару льоносировини, що дозволяє встановити розподіл щільності та обємної пористості за товщиною шарів рулону. Теоретично отримано залежність швидкості повітряного потоку від висоти та структурних характеристик шару льоносоломи, що дозволяє кількісно оцінити зміну швидкості повітряного потоку в межах значень кута перекосу стебел 60?90°. Визначено аналітично, що загальний обєм сушильного агента при диференційованому підведенні до шарів льоносировини в рулоні, необхідний для рівномірного їх сушіння, змінюється в межах 5825?1344 м3 при сушінні від початкової вологості 40?20% до кінцевої 14%. Реверсивне сушіння льонотрести в рулонах, у поєднанні з коливним температурним режимом та диференційованим підведенням повітряного потоку до шарів рулону, забезпечує рівномірне просушування сировини за обємом паковки та зниження енерговитрат в 1,64 рази. Так, зі зміною висоти шару в межах 0,15?0,85 м, щільності 90?120 кг/м3 та кута орієнтації стебел до напрямку руху повітряного потоку від =0° до =30° відбувається зниження швидкості потоку в 1,16?3,44 рази, зі зміною до =60° - у 1,43?5,67 рази, зі зміною до =90° - у 1,95?17,3 рази.