Машиностроение \ Сельскохозяйственные машины

Повышение эффективности технологий и технических средств активного вентилирования и сушки при послеуборочной обработке зерна, страница 20

Переменный режим сушки семян тимофеевки в слое исследовал А. Е. Иванов [34, 35, 36] . Им установлено, что семена трав в толстом слое целесообразно сушить при переменном режиме, чередуя подачу нагретого и ненагретого воздуха, причём продолжительность вентилирования не нагретым воздухом должна составлять не менее 40% от общего времени сушки.

При импульсной сушке зерна в шахтных, рециркуляционных сушилках, а также в кипящем слое нагретый до оптимальной температуры материал подвергается промежуточному охлаждению. Частота импульсирования (соотношение времени нагрева и охлаждения) довольно высокая-составляет две доли минуты. При сушке зерна активным вентилированием (невысоких температурах сушильного агента и скорости его фильтрации) высушивание зерна не сопровождается его перегревом. Поэтому, целесообразно рассмотреть влияние импульсных режимов для этого случая не только на качество элементарного слоя, но и на процесс сушки в целом.

На основании проведенного обзора работ можно сделать следующие выводы:

Зерно, как живой организм, не переносит при сушке температур нагрева выше предельно допустимого значения, определяемого по формуле С.Д.Птицина.

Повышение температуры сушильного агента возможно за счет применения осциллирующих и импульсных режимов. Снижение неравномерности сушки возможно за счет реверсивного продувания слоя зерна. Но частоту реверсирования нельзя считать установленной.

Данных о комплексных исследованиях переменных режимов по температуре и по реверсированию сушильного агента при сушке семян зерновых культур в толстом неподвижном слое в литературе не имеется.

Можно предположить, что совместное использование данных режимов при повышенных температурах сушильного агента позволит интенсифицировать процесс, снизить энергозатраты и неравномерность сушки и сохранить семенные качества зерна.

Поэтому, целью нашей работы является исследование процесса сушки зерна при переменных режимах (как по температуре, так и по направлению движения сушильного агента) с целью интенсификации и оптимизации его основных параметров.

1.6Снижение энергозатрат при сушке зерна

Недостатками сушилок периодического действия с толстыми слоями являются: цикличность работы, неравномерность сушки по площади и толщине слоя, громоздкость (требуется здание или навес), высокая материалоемкость, сложность автоматизации. Поэтому приоритетное развитие получили сушилки непрерывного действия.

Анализ энергетических потоков [2] прямоточной зерносушилки, полученных в результате расчетов с использованием Id-диаграммы показывает, что энергия топлива 3 (рис.1) в количестве 6…7 МДж/кг исп. влаги расходуется в теплообменнике воздухоподогревателя 2 на подогрев атмосферного воздуха 1, имеющего энтальпию 0.6МДж/кг при температуре 5°С.

В зависимости от КПД теплообменника и его технического состояния потери теплоты с дымовыми газами и через стенки в окружающую среду составляют 1…2 МДж/кг, т.е. до 30%.

Нагретый в воздухоподогревателе сушильный агент 5 с энтальпией 5,6 МЖд/кг поступает в сушильную камеру 8, где его энергия тратится на испарение влаги из зерна, имеющего энтальпию на входе в сушильную камеру 0,15 МДж/кг. При прохождении через сушильную камеру зерно подогревается и его энталь-пия на выходе из сушильной камеры составляет 1,45 МДж/кг.В процессе сушки влага из зерна испаряется и переходит в состав отработавшего теплоносителя 7, энтальпия которого

составляет 3,8 МДж/кг. Кроме того, в сушильной камере происходят термодинамические потери и потери теплоты через стенки 9, составляющие в сумме 0.2 МДж/кг.

В охладительной камере энтальпия зерна 12 снижается до 0,25 МДж/кг, а охлаждающего воздуха 11 – повышается с 0,6 до 1,8 МДж/кг.

Наибольший расход теплоты,- с отработавшим сушильным агентом составляет 67% от энтальпии на входе в сушильную камеру. 32% составляет расход теплоты на выходе из охладительной камеры (рис.2).

Следовательно, основным источником снижения энергозатрат является повторное использование теплоты дымовых газов, отработавшего сушильного агента и воздуха, прошедшего через охладительную камеру.

Рис. 1. Принципиальная схема энергетических потоков в сушильной установке:

1 – наружный воздух; 2 – воздухоподогреватель; 3 – топливо и воздух на горение; 4 – продукты сгорания, излучение; 5 – агент сушки; 6 – исходный материал; 7 – отработавший сушильный агент; 8 – сушильная камера; 9 – излучение, потери с утечками; 10 - охладительная камера; 11 – воздух, отработавший в охладительной камере; 12 – сухой материал

- энтальпия агента сушки; - энтальпия воды или водяного пара;