Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

23.06.2015

Ведение процесса сушки, а также обоснование различных режимов и способов сушки невозможно без наличия данных о характере протекания процесса нагрева высушиваемого материала во времени. Особенно это важно для такого объекта сушки, как зерно, которое вследствие термолабильных свойств при воздействии на него теплоты способно изменять свое качество.
Обычно оптимальную продолжительность ведения процесса обезвоживания влажных материалов обосновывают совместным анализом кривых кинетики сушки и нагрева. В частности, для зерна оптимальная продолжительность процесса равна времени достижения зерном предельно допустимой температуры, определяемой его термоустойчивостью, которая, в свою очередь, зависит от способа сушки и конструкции зерносушилки.
В связи с этим очень важно иметь обобщенный критерий, учитывающий эффективность нагрева зерна в результате воздействия на него агента сушки с различной температурой.
На основе использования метода «оптимальных конечных параметров» разработан критерий эффективности нагрева, учитывающий взаимосвязь начальной и текущей температуры зерна, а также степень его нагрева:

Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

При анализе характера протекания процесса нагрева зерна с помощью критерия эффективности нагрева Kθ для исключения влияния исходной температуры зерна θ0 и температуры агента сушки t1 на процесс можно использовать полученную экспериментальным путем зависимость
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

В случае равномерного распределения влаги по сечению зерновки кривые нагрева зерна одинаковой влажности, полученные при различных значениях θ0 и t1 сводятся в одну общую кривую зависимости критерия эффективности нагрева Kθ от продолжительности процесса т и других факторов, характеризующих процесс нагрева.
По результатам данных, полученных А.С. Гинзбургом и В.А. Резниковым (табл. 4.5), и результатам обработки кривых нагрева в кипящем слое зерна одинаковой исходной влажности при различных температурах агента сушки (рис. 4.6) видно, что значения величины Kθ при использовании для нагрева зерна сушильного агента с различной температурой практически одинаковы, и кривые нагрева можно представить в виде одной кривой зависимости Kθ = f(т).
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

На практике для анализа эффективности использования того или иного режима для нагрева зерна приходится иметь дело с зерном различной исходной влажности, в результате чего возникают определенные трудности.
В этом случае для исключения влияния на характер протекания процесса нагрева зерна температуры агента сушки t1, исходной температуры зерна θ0 и влажности зерна w0c можно использовать полученную экспериментальным путем зависимость
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

Данная зависимость справедлива для нагрева зерна при различном состоянии слоя в диапазоне температур, используемых для сушки зерна в различных типах зерносушилок.
Например, при нагреве зерна различной исходной влажности в условиях, характерных для данных, приведенных в табл. 4.5 и на рис. 4.6, кривые нагрева зерна различной влажности при различных значениях температуры агента сушки будут обобщены в одну кривую зависимости Kθ = f(т), представленную на рис. 4.6 кривойKθ.
При сушке зерна, например в плотном слое, характер обобщенной кривой будет иным вследствие менее интенсивного нагрева зерна.
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

Имея данные по изменению коэффициентов Kw и Kθ во времени, можно построить межкритериальную зависимость, например Kw = f(Kθ) (рис. 4.7), или, наоборот, Kθ = f(Kw). По характеру полученных кривых можно оценить взаимозависимость этих коэффициентов (критериев).
Для исключения влияния на характер процесса нагрева зерна температуры агента сушки t1, исходной температуры зерна θ0, влажности зерна w0c и массовой скорости агента сушки (vp) можно использовать полученную экспериментальным путем зависимость
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

По данным О.Н. Катковой, результаты обработки температурных кривых, характеризующих процесс нагрева зерна пшеницы в элементарном слое, приведены в табл. 4.6 и на рис. 4.8.
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке
Критерий эффективности нагрева зерна при его сушке

Анализ приведенных в табл. 4.6 и на рис. 4.8 результатов свидетельствует, что все эти данные, полученные в сравнительно большом диапазоне массовых скоростей агента сушки, можно обобщить одной кривой (см. рис. 4.8 — кривая Kθ) зависимости Kθ = f(т). Максимальная относительная погрешность не превышает 2,3 %.