Введение к работе
Актуальность работы. Основным мероприятием, обеспечивающим сохранность свежеубранного влажного и сырого зерна, является его сушка до стойкого при хранении состояния. В наиболее неблагоприятные по погодным условиям годы сушке подвергается до 30…40% исходного материала. При разработке конструкций зерносушилок на каждом этапе основное внимание уделяется, как известно, экономии тепловой энергии, составляющей около 90% всех энергетических затрат на сушку.
Как показывает анализ и опыты многочисленных исследований, сушка зерна в барабанных зерносушилках происходит в основном в стационарном режиме. Следовательно, процесс протекает не интенсивно, поскольку не вся поверхность зерна участвует в теплообмене. Скорость теплоагента, проходящего в слое материала, ниже скорости перемещения частиц. Причем движущиеся частицы зерна не отделены друг от друга и в ходе сушки слабо перемешиваются между собой, что способствует к образованию застойных зон. Все эти факторы в совокупности приводят к удлинению продолжительности сушки, следовательно, перерасходу тепловой энергии на производство продукции.
Разработка технических решений, направленных на интенсификацию, следовательно, на энергосбережение технологического процесса сушки зерна, является актуальной научно-технической задачей агропромышленного комплекса.
Настоящая работа посвящена разработке и обоснованию параметров энергосберегающей зерносушилки и выполнена в соответствии с республиканской программой «Энергоресурсоэффективность в Республике Татарстан на 2006-2010 годы», утвержденной законом Республики Татарстан от 23.03.2006 г. №24 ЗРТ. Актуальность научной проблемы подтверждается также принятием Федерального закона от 23.11.2009 г. № 261 ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» и разработкой целевых программ по реализации задачи энергосбережения в различных секторах экономики.
Цель исследования. Интенсификация технологического процесса сушки в барабанных зерносушилках путем создания внутри рабочей камеры нестационарного режима перемещения зерна.
Объект исследования. Технологический процесс сушки в барабанной зерносушилке с нестационарным движением зерна в рабочей камере.
Предмет исследования. Закономерности влияния на технологический процесс сушки зерна конструктивных, кинематических и технологических параметров зерносушилки.
Методика исследования. В теоретических исследованиях использованы основы высшей математики, аналитической геометрии, теоретической механики, теории механизмов и машин. Экспериментальные исследования проводились по разработанной методике, обработка результатов осуществлялась методом математической статистики.
Научной новизной работы является:
способы и методы интенсификации технологического процесса сушки зерна
и конструкция зерносушилки для их реализации (патенты РФ на изобретение № 2386092 и № 2425307).
математические модели для исследования динамики движения зерна внутри сушильного барабана, вращающегося с переменной угловой скоростью и выполненного с переменным радиусом поперечного сечения, а также обоснования конструктивных, кинематических и технологических параметров барабанной зерносушилки.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Практическая ценность работы состоит в том, что результаты исследования открывают один из перспективных путей усовершенствования устройств для сушки сыпучих материалов и явились основой при разработке, проектировании и изготовлении опытного образца барабанной зерносушилки энергосберегающего типа. Результаты разработки внедрены в ООО "Чистопольские семена" Ассоциации «Элитные семена Татарстана».
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы агропромышленного комплекса, лесного хозяйства и экологии» (г.Казань, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса» (г.Казань, 2009 г.). Результаты работы по разработке энергосберегающей зерносушилки экспонировались на 11-ой Международной специализированной выставке «Энергетика. Ресурсосбережение» (г.Казань, 2009 г.) и на 14-ой Международной специализированной выставке «Агрокомплекс: Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (г.Казань, 2010 г.).
Публикация. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 4 наименования опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК.
На защиту выносятся:
способы и методы интенсификации технологического процесса сушки зерна и конструкция барабанной зерносушилки для их реализации;
математические модели для исследования динамики движения зерна внутри сушильного барабана, вращающегося с переменной угловой скоростью и выполненного с переменным радиусом поперечного сечения, а также обоснования конструктивных, кинематических и технологических параметров барабанной зерносушилки;
результаты экспериментальных исследований опытного образца барабанной зерносушилки в лабораторных условиях;
технико-экономические показатели и энергетическая оценка переоборудованной зерносушилки СЗСБ-8А.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Выполнена на 155 страницах машинописного текста, иллюстрирована 41 рисунком и включает 15 таблиц. Список литературы включает 74 наименований, из них 6 на иностранных языках.
