Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса и задачи исследования 8
1.1 Преимущества и особенности сушки зерна на установках активного вентилирования 8
1.1.1 Необходимость сушки зерна 8
1.1.2 Установки, используемые для активного вентилирования зерна 10
1.2 Варианты совершенствования технологии активного вентилирования 13
1.3 Использование информационного подхода для определения варианта интенсификации процесса сушки зерна активным вентилированием 21
1.4 Задачи исследования 27
1.5 Выводы по главе 27
2. Описание процессов тепло-влагобмена в зерновом слое в процессе рециркуляции зерна при сушке активным вентилированием 28
2.1 О возможности использования рециркуляции при сушке зерна активным вентилированием 28
2.2 Математическая модель СВЧ рециркуляции зерна при сушке активным вентилированием 31
2.3 Получение уравнения, описывающего изменение температуры воздуха в межзерновом пространстве при СВЧ рециркуляции зерна при его сушке активным вентилированием 38
2.4 Разработка способа сушки зерна активным вентилированием с использованием СВЧ рециркуляции 46
2.5 Определение сопротивления зернового слоя при его сушке в бункерах активного вентилирования с радиальным воздухораспределением 49
2.6 Выводы по главе 53
3. Планирование и методика проведения экспериментальных исследований 54
3.1 Цели экспериментальных исследований 54
3.2 Выбор факторов для проведения экспериментальных исследований 54
3.3 Экспериментальное оборудование 56
3.4 Методика проведения эксперимента 64
3.4.1 Получение экспериментальных зависимостей изменения температур в центре и на поверхности «влажных» и «сухих» зерновок, в межзерновом пространстве в процессе обработки смеси зерна СВЧ полем, остывания зерна и при его сушке активным вентилированием 64
3.4.2 План полнофакторного эксперимента по влиянию СВЧ рециркуляции на энергоёмкость и продолжительность процесса сушки зерна активным вентилированием 67
4. Обработка и анализ экспериментальных данных 69
4.1 Оценка влияния СВЧ воздействия на рециркуляцию зерна 69
4.1.1 Анализ экспериментальных кривых изменения температуры нагрева и охлаждения зерна при СВЧ рециркуляции 69
4.1.2 Факторный анализ экспериментальных кривых изменения температуры нагрева и охлаждения зерна при СВЧ рециркуляции 75
4.1.3 Получение регрессионных моделей описывающих эффективность применения СВЧ рециркуляции при сушке зерна активным вентилированием 95
4.1.4 Результаты полнофакторного эксперимента 95
4.1.5 Регрессионная модель зависимости времени сушки зерна от независимых факторов xs =f(AW, K,Wm,) 99
4.1.6 Регрессионная модель зависимости удельных затрат энергии на сушку от независимых факторов Иуд =f(AW, K,Wm,) 106
4.1.7 Производственная проверка эффективности применения СВЧ рециркуляции в установках активного вентилирования 109
4.2 Выводы по главе 111
5. Определение экономической эффективности внедрения СВЧ-рециркуляции при сушке зерна активным вентилированием 113
Общие выводы 124
Литература 126
Приложения 137
- Использование информационного подхода для определения варианта интенсификации процесса сушки зерна активным вентилированием
- Получение уравнения, описывающего изменение температуры воздуха в межзерновом пространстве при СВЧ рециркуляции зерна при его сушке активным вентилированием
- Получение экспериментальных зависимостей изменения температур в центре и на поверхности «влажных» и «сухих» зерновок, в межзерновом пространстве в процессе обработки смеси зерна СВЧ полем, остывания зерна и при его сушке активным вентилированием
- Факторный анализ экспериментальных кривых изменения температуры нагрева и охлаждения зерна при СВЧ рециркуляции
Введение к работе
Актуальность темы. Продовольственная безопасность нашей страны в первую очередь зависит от объема и качества заготовленного продовольственного и фуражного зерна. Однако, для того, чтобы зерно хорошо хранилось, его влажность не должна превышать 14-15%, а для этого зачастую необходимо осуществлять его дополнительную сушку. Необходимость совершенствования технологии сушки зерна обусловлена значительным объемом этой операции, большой удельной энергоемкостью процесса и высокими требованиями к сохранению качества зерна. В этой связи разработка новых ресурсосберегаемых технологий и оборудования, направленных на снижение затрат топлива и электроэнергии, обеспечивающих сохранение качества зерна, имеет определяющее значение для снижения стоимости сушки.
Исследованиями по этой проблеме занимался ряд отечественных ученых: Анискин В.И., Бастрон А.В., Бородин И.Ф., Вендин СВ., Голубко-вич А.В., Краусп В.Р., Ксенз Н.В., Лыков А.В., Пахомов В.И., Резчиков В.А., Рудобашта СП., Секанов Ю. П., Ткачев Р.В., Троцкая Т.П., Цугленок Н.В., Чижиков А.Г., Фомичев В.Т., Фомичев М.М. и другие, однако, остается немало неиспользованных резервов, в связи с чем, исследования в этом направлении остаются актуальными.
Снизить энергозатраты на сушку можно за счет интенсификации внешнего и внутреннего процессов тепломассообмена, определяемого режимами и способами сушки, в том числе за счет рециркуляции зерна и воздействия магнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ). Проведенные ранее по данной тематике исследования не содержат ответа на некоторые теоретические вопросы по совершенствованию электротехнологии и разработке оборудования для её реализации. В этой связи сформулирована цель работы и основные задачи исследования.
Целью диссертационной работы является разработка энергосберегающей технологии сушки зерна в бункерах активного вентилирования на основе использования СВЧ-энергии при рециркуляции зерна.
Объектом исследования является процесс рециркуляционной сушки зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ.
Предметом исследования являются зависимости тепло-влагообмена при СВЧ рециркуляции зерна в процессе активного вентилирования.
Методы исследований. В работе использованы теоретические и эмпирические методы исследования. Решения поставленных задач базируются на известных теоретических положениях и экспериментальных данных технологии зерносушения, тепловлагообмена, математической статистики, математического моделирования. Достоверность полученных результатов под-
тверждена адекватностью разработанных математических моделей и результатами производственных испытаний технологии.
Научную новизну результатов исследований представляют:
математическая модель, описывающая процессы тепло-влагообмена при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ.
уравнение, описывающее изменение температуры воздуха в межзерновом пространстве при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ;
способ рециркуляционной сушки зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ;
регрессионная модель состояния зернового слоя при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ.
Практическую значимость имеют:
регрессионные модели, позволяющие выполнить расчеты эффективности использования поля СВЧ при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием по критериям минимума энергозатрат и минимума времени сушки, при определении конструктивных параметров СВЧ активных зон для рециркуляционной сушки зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ;
системы уравнений, позволяющие оценивать движущие силы процесса сушки зерна при активном вентилировании с использованием поля СВЧ при рециркуляции;
способ применения поля СВЧ при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием, позволяющий увеличить производительность установки до 30% с обеспечением равномерности высыхания зерна по слою, со снижением энергозатрат не менее чем на 14%.
На защиту выносится:
математическая модель, описывающая процессы тепло-влагообмена при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ;
уравнение, описывающее изменение температуры воздуха в межзерновом пространстве при использовании поля СВЧ в рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием;
способ рециркуляционной сушки зерна активным вентилированием с применением поля СВЧ;
регрессионная модель состояния зернового слоя при использовании поля СВЧ в рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием.
Реализация результатов работы. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АЧГАА и фирмой «ООО Аграрные Сверхвысокочастотные Технологии» при разработке технологии сушки зерна с использованием полей СВЧ.
Апробация работы и публикации: Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях по итогам НИР ФГБОУ ВПО АЧГАА (Зерноград, 2003 - 2011г.), ФГОУ ВПО СтГАУ (Ставрополь, 2009г.). По результатам исследований опубликовано 10 статей, в том числе 2 в издании ВАК.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы и приложения.
Работа изложена на 136 страницах компьютерного текста, включая 13 таблиц, 59 рисунков, библиографический список из 114 наименований и 9 страниц приложений.
Использование информационного подхода для определения варианта интенсификации процесса сушки зерна активным вентилированием
Обратимся к рассмотрению динамики реакции зерновки на внешнее воздействие - агент сушки, с целью определения направлений использования биологических реакций зерновки для интенсификации процесса сушки зерна [19].
Динамика реакции приведена в координатах полезность (L) - энергия воздействия (ивм. = Рвв т).
С момента начала внешнего воздействия (начала сушки подогретым воздухом), зерновка «сопротивляется» происходящим изменениям. Активизирует свои внутренние силы на сохранение исходного состояния. Поскольку подача в зерновой слой подогретого воздуха приводит к нагреву поверхности зерновки, то ее реакция направлена на снижение температуры нагрева. Одним из элементов такой реакции будет «выравнивание» самой зерновой влаги из внутренних слоев на поверхность для охлаждения самой поверхности. Это характерно для первого периода сушки, когда прогревается поверхность зерновки. Поскольку скорость нарастания температуры зерновки намного выше скорости вывода влаги за счет внутренних сил на поверхность, то в какой-то момент времени процесс регулирования «срывается» и биологический объект «зерновка» переходит в новое устойчивое состояние.
На графике динамических реакций сопротивляемость зерновки отражена на участке [0, С/г]. Это так называемая фаза первичного (превентивного) торможения.
Как видно из графиков полезность реакции зерновки на участке превентивного торможения уменьшается. Причем величина полезности (вредности), зависит от мощности внешнего воздействия. Чем ниже мощность - тем выше полезность. Поскольку энергетический порог срыва реакции остается постоянным, то время этапа превентивного торможения так же зависит от мощности внешнего воздействия. Чем выше мощность, тем меньше время.
На этапе превентивного торможения хоть и уменьшается полезность реакции зерновки, но она сама способствует достижению цели технологического процесса - уменьшению влажности зерна. То есть, регулирующее воздействие зерновки является управляемой величиной технологического процесса сушки. Длительность такого состояния тем больше, чем большим запасом энергии для сопротивления внешнему воздействию обладает зерновой слой.
Когда внутренний запас энергии иссякает, или приближается к граничному значению, за пределы которого зерновка «не имеет права» перейти, то происходит срыв регуляции. Зерновка перестает «воспринимать» внешнее воздей 23 ствие как вредное. Перестает ему сопротивляться и начинает под него «подстраиваться», приспосабливаться. Данный отрезок на энергетической шкале [UT, Ue] называется зоной возбуждения. На процессе сушки это проявляется интенсификацией прогрева зерна на глубину. Полезность биологической реакции зерновки возрастает. Величина полезности так же зависит от мощности воздействия. Чем выше мощность, тем меньше полезность, тем меньше по времени длительность процесса возбуждения.
Анализ поведения зерновки, ее реакции на внешние воздействия, позволяет говорить, что для сушки зерна эффективнее те периоды внешнего воздействия, когда реакция зерновки находится в фазе превентивного торможения [99, 100, 101]. Именно в этом состоянии зерновка использует внутреннюю энергию для решения целей процесса сушки [27, 28, 108, 109, 10, 111].
Технологии сушки, использующие смешивание зерна различной влажности и температуры, кратковременный нагрев сырого зерна либо смеси сырого с рециркулируемым зерном, отлежку зерна, фактически используют чередование различных внешних воздействий [1, 35, 36, 38, 69, 70, 75, 76, 96, 114]. Этим обеспечивается «перезапуск» режима превентивного торможения, в котором зерновой слой своим биоэнергетическим потенциалом способствует процессу сушки. Анализ энергоемкости зерносушилок прямоточных, рециркуляционных, с квазитермическим режимом, с каскадным нагреванием на практике подтверждает правомерность теоретических выводов.
Интересна оценка использования электротехнологий в зерносушении с позиций принципа максимума взаимной информации [19, 98]. При достаточно невысоких энергозатратах электротехнология может оказывать значительное влияние на величину условной энтропии. То есть, управляя величиной электротехнологического воздействия можно управлять реакцией зерновки на основное внешнее воздействие - агент сушки.
Еще большего эффекта можно добиться при периодическом действии электротехнологического воздействия. Появляется возможность увеличить в процессе сушки количество периодов превентивного торможения, значительно сократив энергоемкость процесса. Исходя из изложенного сформулируем научную гипотезу работы: «Интенсифицировать процесс сушки зерна активным вентилированием, снизить неравномерность его высыхания по толщине слоя, возможно за счет совершенствования технологического процесса и применения цикличного электротехнологического воздействия».
Васильевым и Будниковым [9, 13, 15, 18] разработана технология интенсификации процесса сушки зерна активным вентилированием с использованием поля СВЧ. Технологическая схема процесса приведена на рисунке 1.10.
Получение уравнения, описывающего изменение температуры воздуха в межзерновом пространстве при СВЧ рециркуляции зерна при его сушке активным вентилированием
После обработки полем СВЧ материал подают в бункер активного вентилирования 2. Зерно распределяется между центральным перфорированным воздуховодом 3 и внешней перфорированной стенкой бункера 4. После частичного заполнения бункера воздухозапорный клапан, расположенный в центральном воздуховоде, устанавливают ниже верхней кромки зерна и начинают процесс вентилирования. Атмосферный, или подогретый калорифером, воздух подают в центральный воздуховод вентилятором 5. Оттуда, через зерновой слой по радиусу бункера, воздух движется к внешней стенке цилиндра 4. Происходит вентилирование материала. При такой системе воздухораспределения первыми подсыхают слои зерна расположенные ближе к центральному воздуховоду 3. Слои зерна расположенные ближе к стенке внешнего цилиндра 4 могут даже незначительно увлажняться, поскольку происходит перенос влаги от зерна расположенного ближе к стенке внутреннего воздуховода. Возникает значительная неравномерность влажности материала по радиальной толщине слоя. По истечению заданного времени вентилирования, когда подсушатся до требуемой влажности слои зерна расположенные ближе к центральному воздуховоду, через выпускное устройство выпускают из бункера вертикальные слои зерна 6 расположенные ближе к внешнему цилиндру. На рис. 2.4 для наглядности показаны два потока движения материала расположенного ближе к внешней стенке цилиндра. В реальных установках активного вентилирования это зависит от конструктивных особенностей бункера. В них может быть как несколько выпускных устройств, так и одно, к которому элементы конструкции бункера направляют вертикальные слои зерна расположенные ближе к внешней стенке цилиндра. Конструкция бункера может позволять избирательно выпускать зерно более чем из двух вертикальных слоев. Одновременно начинают выпускать материал расположенный ближе к центральному воздуховоду 7. Соотношение объёмов выпускаемого влажного 6 и подсушенного 7 зерна зависит от исходной влажности материала загруженного в бункер, влажности зерна возле центрального воздуховода, критерия управления процессом активного вентилирования. Влажность выпускаемого зерна измеряют с помощью влагомеров 7. Если она соответствует требуемой конечной влажности, то материал с помощью заслонок 9 направляют в линию сухого зерна 10 для последующей обработки. Зерно, требующее досушки 11, направляют в СВЧ активную зону 1. Здесь зерно перемешивают, чтобы обеспечить равномерность обработки и повысить её эффективность. Одновременно с перемешиванием зернистый материал подвергают воздействию СВЧ поля. СВЧ полем на материал воздействуют троекратно. Время воздействия поля устанавливают таким, чтобы температура нагрева зерна не превысила требуемого значения. После первого и второго воздействий полем материал выдерживают в течение времени необходимого для снижения температуры до заданного значения. В течение этого времени происходит перераспределение влаги между влажным и подсушенным зерном. Экспериментально установлено, что после третьего воздействия полем на материал температуры его влажной и сухой составляющей выравниваются. Это говорит о том, что произошло выравнивание влажности между компонентами материала. Для этого зерно выдерживают без всякого воздействия требуемое время. Процесс рециркуляции закончен. Из СВЧ активной зоны 1 зернистый материал направляют в бункер активного вентилирования 2 для досушивания.
Предлагаемый способ сушки зерна в бункерах активного вентилирования имеет следующие преимущества: - снижается неравномерность высыхания зерна по слою; - увеличивается производительность установки; - снижается энергоёмкость процесса; - осуществляется дезинфекция зерна. Реализация данного способа предполагает контроль изменения влажности зерна по толщине слоя, или использование модели, с помощью которой могут выполняться необходимые расчёты. Для моделирования процесса необходимо использовать закономерности изменения сопротивления зернового слоя в процессе сушки при радиальном воздухораспределении. Для получения такой зависимости были выполнены следующие исследования. та сопротивления зернового слоя [81, 82]. Полученные Анискиным [16] выражения достаточно сложны и не всегда информация, получаемая с их помощью, востребована при моделировании объекта управления. Поэтому предпринята попытка упростить данные зависимости, но без потери конкретной информации о технологической установке. В основу предлагаемого подхода положена так называемая П-теорема, которую можно сформулировать следующим образом: если п величин связаны функциональной зависимостью и из них К имеют независимые размерности, то из этих величин можно образовать п-К безразмерных комбинаций [20, 27, 34, 89]. Чем меньше эта разность, тем более определенным будет решение задачи. При п-К=\ задача становится наиболее определенной, как правило, однозначной. Выделяя из общего числа величин ту, зависимость которой от остальных мы хотим определить, можно выразить искомую зависимость в виде явной функции. Поясним понятие независимой размерности. В СИ и СГС единицы длины, массы и времени являются основными [8, 91]. Поэтому если производная единица величины А изменяется пропорционально степени р единицы длины, пропорционально степени q изменения единицы массы и степени г изменения единицы времени, то единица величины
Получение экспериментальных зависимостей изменения температур в центре и на поверхности «влажных» и «сухих» зерновок, в межзерновом пространстве в процессе обработки смеси зерна СВЧ полем, остывания зерна и при его сушке активным вентилированием
Целями проведения экспериментальных исследований являются: - Получение экспериментальных зависимостей изменения температур в центре и на поверхности «влажных» и «сухих» зерновок, в межзерновом пространстве в процессе обработки смеси зерна СВЧ полем, остывания зерна и при его сушке активным вентилированием. - Экспериментальное подтверждение теоретических зависимостей, полученных в главе 2, по распределению температурных полей при СВЧ воздействии в «сухой» и «влажной» зерновках. - Экспериментальное подтверждение положения о том, что воздействие полем СВЧ на смесь «сухого» и «влажного» зерна интенсифицирует процесс перераспределения влаги в зерновом слое. - Определить количество циклов «нагрев - охлаждение», требуемое для интенсификации процесса перераспределения влаги. - На основании экспериментальных данных получить регрессионные модели связывающие энергоёмкость процесса сушки зерна, его продолжительность, с факторами, влияющими на процесс рециркуляции.
Скорость сушки зерна и затраты энергии на процесс зависят от нескольких факторов, одним из которых является его исходная влажность зерна W. В работе мы рассматриваем процесс сушки зерна в установках активного вентилирования бункерного типа. Решая задачу увеличения производительности процесса, снижения неравномерности сушки зерна по слою, снижения энергозатрат использованием СВЧ рециркуляции, мы должны учитывать, что в зону рециркуляции зерно может попадать различной влажности [6, 35, 37]. Это зависит не только от того, какой исходной влажности было зерно, но и от прошедшего времени сушки, температуры и относительной влажности атмосферного воздуха подаваемого в зерновой слой. Поэтому в качестве значимого фактора принята максимальная влажность зерна, которую может иметь часть зернового слоя, при его сушке в бункерах активного вентилирования Wm. Поскольку активное вентилирование - процесс достаточно длительный, то не рекомендуется закладывать в бункера для промежуточного хранения зерно влажностью большей 22%. Именно такое значение принято в качестве предельной максимальной величины. Минимальное значение влажности зерна, которое должно быть использовано в эксперименте составляет 18% - это рекомендуемая величина влажности зерна, при которой зерновой материал направляют на установки активного вентилирования с целью сушки. В качестве средней точки была принята влажность 20%.
В силу неравномерности сушки зерна по слою может оказаться, что слои расположенные рядом с центральным воздуховодом уже достигли кондиционной влажности, а выходные - ещё имеют исходную влажность. Поэтому в качестве второго значимого фактора принята разность между влажностями «влажного» и «сухого» зерна A W. С учётом изложенного варианта максимальная величина A PF составит 8%, а минимальную разность нецелесообразно принимать менее 4%. В качестве средней точки была принята величина AW=6%.
Использование процесса рециркуляции зерна предполагает смешивание в разных пропорциях доз «влажного» и «сухого» зерна. Соотношения объёмов «сухого» Vcyx и «влажного» Vm зерна обозначили как коэффициент рециркуляции К= Vcyx/VBR и приняли в качестве третьего значимого независимого фактора. Чтобы оценить степень влияния рециркуляции для возможного соотношения объёмов зерна в различных зонах бункера активного вентилирования, приняли три величины коэффициента рециркуляции К = 0,3; 1; 3,0.
Таким образом, в качестве независимых значимых факторов для проведения экспериментальных исследований приняты факторы, представленные в таблице 3.1. Для проведения экспериментальных исследований использовалась лабораторная установка, включающая в себя активную зону, блок питания, тепловен-тиляционный блок с воздуховодами. Общий вид установки приведен на рисунке 3.1. Активная зона в сборе с блоком питания приведена на рисунке 3.2. Внешний вид блока питания приведен на рисунке 3.3. Для контроля и записи температуры использовали хромель-копелевые термопары, подключаемые к персональному компьютеру через аналогово-цифровой преобразователь. Для измерения температуры в центре зерновки в ней проделывали углубление по диаметру термопары и встраивали термопару внутрь. Термопара находилась в центре зерновки в течение всего времени эксперимента. Внешний вид термопар, встроенных в зерновку пшеницы приведен на рисунке 3.4. Внешний вид АЦП в системном блоке компьютера приведен на рисунке 3.5. Для проведения исследований зерно засыпали в активную зону, рисунок 3.6 (в активной зоне установлен магнетрон Рн=0,9 кВт,/= 2,45 ГГц).
Факторный анализ экспериментальных кривых изменения температуры нагрева и охлаждения зерна при СВЧ рециркуляции
Результаты исследований использованы фирмой ООО «ACT» при проектировании СВЧ активных зон для сушки зерна и разработке технологии послеуборочной обработки зерна (Приложение 1).
Для подтверждения эффективности применения СВЧ рециркуляции в установках активного вентилирования бункерного типа при сушке зерна проводили производственный эксперимент. Эксперимент проводился на установке для сушки зерна бункерного типа, которую изготовила фирма ООО «ACT» (рисунок 4.37).
Эксперимент проводили в соответствии с технологической схемой, приведённой на рисунке 2.4. Сырое зерно подавали в СВЧ активную зону 1, где на него воздействовало поле СВЧ. Время нахождения материала в СВЧ активной зоне выбирали таким, чтобы температура нагрева зерна не превысила предельного значения. Обработка полем СВЧ приводила к перемещению влаги в зерне от его центра к поверхности. После обработки полем СВЧ зерно подавали в бункер активного вентилирования 2. Зерно распределяется между центральным перфорированным воздуховодом 3 и внешней перфорированной стенкой бункера 4. После частичного заполнения бункера воздухозапорный клапан, расположенный в центральном воздуховоде, устанавливали ниже верхней кромки зерна и начинали процесс вентилирования.
Атмосферный воздух подавали в центральный воздуховод вентилятором 5. В процессе сушки зерна возникла неравномерность влажности материала по радиальной толщине слоя. По истечению заданного времени вентилирования, когда подсушатся до требуемой влажности слои зерна расположенные ближе к центральному воздуховоду, через выпускное устройство выпускали из бункера вертикальные слои зерна 6 расположенные ближе к внешнему цилиндру. Одновременно выпускали материал расположенный ближе к центральному воздуховоду 7. Влажность выпускаемого зерна измеряли с помощью влагомеров 8. Если она соответствовала требуемой конечной влажности, то материал с помощью заслонок 9 направляли в линию сухого зерна 10 для последующей обработки. Зерно, требующее досушки 11, направляли в СВЧ активную зону 1. Здесь смесь сухого и влажного зерна в три этапа подвергали воздействию СВЧ поля. Каждый этап предусматривал нагрев-охлаждение зерна, который проводился два раза. После каждого этапа зерно перемешивали с помощью механической мешалки.
Проводили сравнительный эксперимент. В первом случае в вентиляционном блоке сушили зерно активным вентилированием без СВЧ активации. Зерно озимой пшеницы влажностью WH=22% помещали в вентиляционный блок и вентилировали атмосферным воздухом ГН=30С, и относительной влажностью F-45%. Центробежный вентилятор осуществлял подачу воздуха в вентиляционный блок с расходом 300 м3/ч-т. Отбор проб осуществляли через час вентилирования вначале сушки и через 20 мин в конце. Результаты замеров приведены в таблице 4.4. 1. Полученные экспериментальные кривые изменения температуры в центре и на поверхности «влажного» и «сухого» зерна и в межзерновом пространстве показали, что использование воздействия СВЧ полем на смесь зерна интенсифицирует процесс рециркуляции. 2. Проведенный факторный анализ экспериментальных данных позволил определить, что: - для достижения эффекта рециркуляции, при обработке смеси зерна СВЧ по лем, достаточно проводить три этапа циклической обработки «нагрев охлаждение», при перемешивании зерна в период охлаждения; - при влажности зерна 18...22% применение малых значений (0,3) коэффици ента рециркуляции не эффективно. 3. Полученная регрессионная модель зависимости времени сушки от макси мальной влажности зерна, подающегося на рециркуляции, разности влажностеи между «влажным» и «сухим» зерном, коэффициента рециркуляции показала, что минимального времени на сушку зерна при активном вентилировании мож но достичь, если обеспечить максимальную разность влажностеи между «влаж ным» и «сухим» зерном в 8%, при коэффициенте рециркуляции 1,3...2,7. 4. Полученная регрессионная модель зависимости удельных затрат на сушку от максимальной влажности зерна, подающегося на рециркуляции, разности влажностей между «влажным» и «сухим» зерном, коэффициента рециркуляции показала, что для обеспечения min энергозатрат на сушку зерна активным вентилированием «влажное» зерно должно иметь влажность не выше 17,7%, при этом коэффициент рециркуляции может находиться в диапазоне 1,5.. .2,7. 5. Производственная проверка эффективности применения СВЧ рециркуляции в установках активного вентилирования бункерного типа показала увеличение производительности по сравнению со стандартной технологией до 30% и снижение энергоёмкости процесса на 17%.
