03 февраля 2016г.
Для определения оптимальных значений основных конструктивных и режимных параметров процессов воздухораспределения и тепловлагопереноса в приемном устройстве зерноочистительно-сушильного комплекса (в том числе подсушивания, вентилирования, временного хранения, предварительного подогрева, удаления наружной поверхностной механической влаги и низкотемпературной сушки (основной или, чаще, вспомогательной)), а также и других технологических процессов зерноочистительно-сушильного комплекса, которые возможно проводить в его приемном отделении, необходимо знать общие закономерности сушки зерна, включая аэродинамику воздухораспределительных систем и динамику тепловлагопереноса между зерновыми слоями и воздушными потоками, в том числе нагретыми или охлажденными [1-3].
Ввиду того, что интенсивность тепло- и влагообмена зависит от гидродинамического движения сушильного агента в плотном зерновом слое, важное значение приобретает разработка метода расчёта аэродинамики установок [3].
Все приемные устройства можно классифицировать по нескольким признакам.
По назначению: для консервации зерна охлаждением; универсальные; аэрационные; с фракционированием; с подсушиванием; многоцелевые.
По способу подвода воздушного потока в зерновую массу: с вертикальным односторонним; с горизонтальным радиальным (одно- и двухсторонним); с горизонтальным поперечным; со смешанным.
По типу воздушной системы: с аэрожелобами, коробами или каналами; с перфорированным полом; с жалюзийными стенками; с перфорированными центральными и наружными цилиндрами.
По конструктивному оформлению камеры: бескамерные; завальные ямы, камерные.
По типу разгрузочных устройств: саморазгружающиеся; с пневмовыгрузными устройствами; со шнековыми разгрузчиками.
Схемы воздушной системы зерноприемников с перфорированными и жалюзийными стенками могут иметь следующие виды: радиальные (центральная) (Рисунок 1); поперечные (Рисунок 2); активные (Рисунок 3).
При этом принципиальный подход к постановке и решению задач аэродинамики и тепловлагопереноса для соответствующих схем воздухораспределения остается без существенных изменений.
Рис.3. Схемы с активным
(направленным) использованием воздушного потока:
а – при фракционировании зерна
б – при транспортировании; в – при подсушивании
Поставим задачу разработки математической
модели
для
воздухораспределителей первого
класса, реализующих схему, приведенную на рис. 1, а.
Математическая формулировка задачи для данной
схемы воздухораспределения следующая:
При выводе
уравнения
были
приняты следующие
допущения и предложения, не противоречащие основным физическим принципам взаимодействия зерновых
слоев с воздушными потоками:
– зерновая масса – изотропная среда;
– плотность воздуха в процессе вентилирования постоянная;
– плотность укладки зёрен одинаковая во всех частях бункера;
– между скоростью воздуха и градиентом статического давления справедлива линейная зависимость вида:
где xυи yυ– скорости воздушного потока в радиальном и вертикальных направлениях; Кз – коэффициент фильтрации. Общее решение задачи представится в виде:
Введём относительные линейные размеры и координаты точек приемного устройства в вертикальном и горизонтальном направлениях с целью удобства дальнейших расчётов:
Принятые относительные величины могут рассматриваться как безразмерные критерии подобия. Например, отношение Hh, равное h′, характеризует степень наполнения приемника зерновым. Все введённые критерии принимают значения в интервале от 0 до 1, причём крайние величины (0 и 1) представляют собой граничные условия (для х и у) или предельные условия (для h).
Рис.4. Схема воздухораспределения в устройстве первого типа Перепишем основную формулу, полученную для потенциала скорости, с учётом введённых относительных величин, в следующем виде:
Получим выражение для горизонтальной составляющей скорости воздуха у центрального цилиндра бункера.
Таким образом, предлагаемый метод расчёта сопротивления зернового слоя для приемных устройств первого вида доведён до полного аналитического решения. Выводы Исследование основных закономерностей воздухораспределения позволило определить поле скорости воздуха в слое зернового вороха, общее аэродинамическое сопротивление приемных устройств.
Список литературы
1. Цугленок, Н.В. Техника и технология сушки зерна / Н.В. Цугленок, С.К. Манасян, Н.В. Демский. – Красноярск, 2009. –106 с.
2. Цугленок, Н.В. Бункерные установки многоцелевого назначения / Н.В. Цугленок, С.К. Манасян, О.В. Пиляева. – Красноярск, 2009. – 116 с.
3. Mathematical model for drjing of absorptive porous materials. Inokoma Mironobu, Okazaki Mono, Toli rijozo // Aeto poljtectn., schrd.chem. Technol. and Met/ser/.– 1985. – № 160. – P. 32.
