Критерии эффективности влагосъема при сушке зерна

23.06.2015

На основе использования метода «оптимальных конечных параметров» разработан критерий эффективности влагосъема Kw, измеряемый в долях единицы. Критерий учитывает взаимосвязь исходной w0c, и текущей wc влажности в расчете на массу сухого вещества зерна, а также количество удаляемой из зерна влаги:

Таким образом, по своему физическому смыслу Kw представляет собой не что иное, как коэффициент пересчета Kd массы просушенного зерна в плановые единицы в зависимости от влажности зерна до и после сушки.
Значение wопт = f(w0c) можно определить либо по соответствующим таблицам, задаваясь значениями Kw = 1 и w0c (с пересчетом wc на w методом интерполяции), либо по полученной путем обработки этих таблиц зависимости

При подсчете wопт по формуле (4.4) значения w0с и текущей wс влажности брали при Kw = 1.
Результаты сравнения табличных и расчетных данных, определенных по формуле (4.4), приведены в табл. 4.1.

Из табл. 4.1 видно, что относительная ошибка при определении значений wопт по формуле (4.4) незначительна (с вероятностью 0,95, δ= 0,6 %) и ею можно пренебречь.
При использовании критерия Kw для анализа результатов экспериментов кривые сушки зерна различной исходной влажности, полученные при различных режимах и способах сушки, представляют в системе координат: Kw — время сушки т.
В случае равномерного распределения влаги по сечению зерновки кривые сушки зерна различной исходной влажности, полученные при одинаковых режимах сушки, обобщают и представляют в виде одной общей кривой зависимости Kw от т и других факторов, характеризующих процесс сушки.
Как следует из приведенных в табл. 4.2 (полученных на основе обработки экспериментальных данных А.С. Гинзбурга и В.А. Резчикова) и на рис. 4.1 результатов, значения величин Kw при сушке в кипящем слое зерна различной влажности практически одинаковы и их можно изобразить в виде одной кривой.

Как отмечалось выше, в современных рециркуляционных зерносушилках находят применение такие приемы, как предварительный подогрев и отлежка сырого зерна перед сушкой. Указанные приемы интенсифицируют диффузию влаги изнутри зерновки к ее поверхности и последующий процесс испарения влаги при подводе к зерну агента сушки. Использование рассматриваемого критерия эффективности влагосъема на основе обработки экспериментальных данных В.И. Алейникова позволило установить (рис. 4.2), что при использовании указанных приемов характер протекания процесса сушки зерна сырого и средней сухости близок к характеру протекания процесса испарения влаги со свободной поверхности и в этом случае в меньшей степени проявляется влияние различных форм связи влаги с материалом зерна.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости внесения коррективов в таблицы перевода физических тонн просушенного зерна в плановые для сушилок, в которых используются предварительный подогрев и отлежка зерна перед сушкой, а также другие приемы, нарушающие равномерное распределение влаги по сечению зерновки.
Подтверждением этого утверждения служит тот факт, что для перевода физических тонн в плановые при сушке зерна пшеницы в рециркуляционных зерносушилках типа «Целинная» рекомендуется использовать таблицы, разработанные с учетом температуры θ (°C) нагрева зерна в зерносушилке.
В результате обработки этих таблиц (во всем диапазоне приведенных в них значений влажности и температуры нагрева зерна) получена зависимость

Для облегчения расчетов с помощью выражений (4.4) и (4.5), например при определении коэффициента пересчета Kв массы просушенного зерна в плановые единицы, разработана номограмма (рис. 4.3), где значения начальной и конечной влажности приведены на общую массу зерна. Для облегчения пользования номограммой она снабжена «ключом».

Использование того или иного способа сушки обычно бывает связано с определенными температурами агента сушки. Так, например, в рециркуляционных зерносушилках типа «Целинная» для сушки зерна пшеницы продовольственного назначения используется агент температурой 300...370 °С, тогда как в шахтных прямоточных — температурой 100...160 °С. В связи с этим затрудняется анализ эффективности использования того или иного приема обезвоживания зерна. Кроме того, в производственных условиях в сушилку подают зерно различной исходной влажности и различного качества. В связи с этим приходится изменять температуру агента сушки, что при принятой методике учета сказывается на производительности зерносушилки.
Для исключения влияния температуры агента сушки на характер протекания процесса сушки и построения обобщенной кривой зависимости Kw = f(т) при различных значениях w0c и температуры агента сушки t1 получена зависимость

Данная зависимость справедлива в диапазоне температур, используемых для сушки зерна различной влажности, при различных состояниях слоя, в различных типах зерносушилок.
В табл. 4.3 и на рис. 4.4 приведены результаты обработки (по данным А.С. Гинзбурга и В.А. Резчикова) кривых сушки зерна пшеницы в кипящем слое при различных температурах сушильного агента.

В практике работы зерносушилок действующих типов значения скорости агента сушки в слое зерна могут изменяться в значительных пределах: в сушилках прямоточных, камерных и бункерного типов 0,1...0,4 м/с; в сушилках с нагревом зерна в кипящем слое — 1,2...2,0 м/с; в сушилках типа «Целинная» с нагревом зерна в противотоке агента сушки — (0,5...0,6)vвит (где vвит — скорость витания зерна); в сушилках с нагревом зерна в прямотоке агента сушки, т.е. при пневмотранспортировании — (2,5...3,0)vвит.
В связи с тем что при изменении температуры воздуха его плотность меняется, указанные значения скорости агента сушки взяты при стандартных условиях, т.е. при температуре 20 °C и плотности ρ= 1,2 кг/м3.

В исследовательской практике находит применение параметр «массовая скорость», равный произведению (vp) и имеющий размерность кг/(м2*с).
Для исключения влияния массовой скорости агента сушки на характер протекания процесса сушки и построения обобщенной кривой зависимости Kw = f(т) при различных значениях w0c и температуры агента сушки t1 экспериментальным путем получена зависимость

Результаты обработки кривых сушки зерна пшеницы в элементарном слое (по данным О.Н. Катковой) сведены в табл. 4.4.


Анализ приведенных в табл. 4.4 результатов свидетельствует о том, что все эти данные, полученные в сравнительно большом диапазоне массовых скоростей агента сушки, можно представить в виде одной кривой зависимости Kw = f(т) (рис. 4.5).