Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Сушка зерна 8
Роль сушки в процессе производства зерна 8
Физико-механические свойства зернового вороха 8
Способы сушки 11
1.2 Сушилки конвективного действия 12
Классификация и принципы работы сушилок конвективного действия 12
Сушка зерна в неподвижном слое 13
Системы контроля и управления процессом работы сушилки 16
1.3 Контроль влажности зерна 19
1.3.1 Роль контроля влажности зерна в процессе его
сушки и хранения 19
Краткий обзор методов измерения влажности 21
Выбор метода измерения влажности 25
1.4 Влагомер 26
Требования, предъявляемые к влагомеру 26
Классификация влагомеров 27
Состав влагомера 30
1.5 Краткий обзор состояния науки и техники по сушке
и контролю влажности зерна 31
1.6 Постановка цели и задачи исследования 35
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СУШИЛОК ЗЕРНА 37
2.1 Анализ технологического процесса сушки зерна 37
2.1.1 Протекание процесса сушки неподвижного слоя
зерна в сушилках конвективного действия 37
Зерно как объект сушки 41
Связь влаги с зерном и перемещение ее в процессе сушки 45
Характеристики агента сушки и взаимодействие его с зерном 48
2.2 Модель функционирования технологического процесса
сушки зерна в сушилке конвективного действия 52
2.3 Случайные процессы модели функционирования 55
Временное представление случайных процессов 55
Частотное представление случайных процессов 58
2.4 Идентификация модели функционирования сушилки
конвективного действия 59
Модель технологического процесса сушки зерна в сушилке конвективного действия 59
Частные модели сушки неподвижного слоя зерна в сушилке конвективного действия 61
Аналитическая модель диэлькометрического влагомера 62
2.5 Технологическая надежность сушилок конвективного действия 68
Оценки значений параметров функционирования сушилки 68
Повышение эффективности сушилки зерна путем оптимизации режима сушки 70
2.6 Математическая обработка экспериментальных данных 74
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
СУШКИ ЗЕРНА 78
Задачи и программа экспериментальных исследований 78
Методика проведения экспериментальных исследований 80
Приборы и стандартная аппаратура, применяемые
в экспериментальных исследованиях 83
3.4 Разработанные устройства, применяемые в экспериментальных
исследованиях 85
Устройство контроля влажности и температуры зерна 85
Устройство контроля влажности и температуры
сыпучих материалов 91
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 96
4.1 Результаты экспериментальных исследований процесса
сушки зерна в ромбической сушилке 96
4.1.1 Условия функционирования процесса сушки зерна
в ромбической сушилке 96
Закономерности сушки 97
Градуировка устройства контроля влажности
в производственных условиях 103
4.1.4 Результаты идентификации модели функционирования
технологического процесса сушки и устройства
контроля влажности зерна 106
4.2 Результаты экспериментальных исследований энергетики сушилок 107
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАБОТЫ МНОГОКАМЕРНОЙ СУШИЛКИ И ОПЕРАТИВНОМУ
КОНТРОЛЮ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА 109
5.1 Многокамерная сушилка 109
Анализ функционирования ромбической сушилки 109
Оптимизация режима сушки 110
Выбор режима сушки 115
Структурная схема сушильного отделения С(2,3) 116
Алгоритм ускоренной сушки 117
5.2 Система контроля состояния узлов сушилки
и режима ее функционирования 117
Структурная схема системы контроля 117
Надежность работы системы контроля 120
5.3 Экспериментальные исследования устройства
контроля влажности и температуры зерна 122
5.3.1 Исследования характеристик плоского датчика 122
Статистические испытания датчиков 124
Градуировка устройства контроля влажности
и температуры зерна 128
5.4 Экспериментальные исследования устройства контроля
влажности и температуры сыпучих материалов 129
5.4.1 Исследования характеристик цилиндрического
датчика влажности и температуры сыпучих материалов 129
5.4.2 Испытания устройства контроля влажности
и температуры сыпучих материалов 13 О
Энергосберегающие усовершенствования камерных сушилок 133
Технико-экономическая эффективность усовершенствований
ромбической сушилки 137
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 149
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 151
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 166
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 172
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 186
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 192
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 195
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 198
Введение к работе
Одной из важнейших задач в работе агропромышленного комплекса России являются производство и хранение зерна семенного, продовольственного и фуражного назначения. На послеуборочной обработке зернового вороха повышенной влажности обязательно требуется наиболее сложный, трудоемкий и затратный процесс - сушка зерна. Ее особенности в условиях Нечерноземной зоны РФ следующие:
- большой диапазон изменения влажности убранного зерна - от 13 до
35%, а сорняков, составляющих до 10% зернового вороха, до 50%. Продол
жительность сушки влажного зерна может возрасти в 8-10 раз. Изменение
времени сушки от партии к партии усложняет выбор оптимальных режимов
работы сушилки;
- среднестатистический благоприятный период для уборки урожая
одной культуры составляет от 7 до 14 дней, поэтому зерноочистительно-
сушильный комплекс не должен сдерживать работу уборочной техники,
В настоящее время в Нечерноземье широко применяются камерные сушильные установки конвективного действия и с неподвижным слоем зерна. Они универсальны, обеспечивают сушку различной зерновой массы с любой исходной влажностью за одну загрузку и отличаются простотой конструкции и эксплуатации, сравнительно небольшими затратами на монтаж. Но они имеют и недостатки:
неравномерность сушки, превышающая агротехнические требования;
большие затраты энергии на процесс сушки.
Производительность сушилок, в значительной степени, определяется скоростью сушки зерна, которая ограничена:
удельной подачей агента сушки;
экспозицией сушки;
особенностями конструкции сушильной камеры;
- предельно-допустимой температурой его нагрева, которая зависит от вида культуры и ее исходной влажности. По мере высыхания очищенного зернового вороха можно повышать температуру агента сушки, так как сдвигается в сторону увеличения предельно-допустимая температура нагрева зерна.
Для реализации этой возможности нужен простой алгоритм изменения предельно - допустимой температуры нагрева зерна очищенного вороха конкретной культуры от его влажности, а также оперативные и точные измерители температуры и влажности зерна в сушильной камере. Существующие в настоящее время измерители не обеспечивают механизацию, должную скорость и точность контроля.
В работе обоснованы предлагаемые усовершенствования сушилки, которые при оперативном контроле температуры и влажности зерна уменьшают неравномерность сушки до агротехнических требований и уменьшают затраты энергии.
Разработан влагомер и структурная схема системы контроля параметров материала сушки.
Разработаны и внедрены устройства, уменьшающие затраты энергии и неравномерность сушки, а также алгоритмы оптимальных режимов сушки, минимизирующие время сушки и простой оборудования.
Похожие диссертации на Повышение эффективности процесса сушки зерна в многокамерной сушилке периодического действия за счет ее совершенствования и оперативного контроля
