Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Винокуров Константин Владимирович

Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна
<
Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Винокуров Константин Владимирович. Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Саратов, 2004 201 c. РГБ ОД, 61:05-5/248

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса сушки зерна пшеницы. цели и задачи исследований

1.1. Значение сушки зерна пшеницы. Зерно как объект сушки 9

1.2. Обзор конструктивно-технологических схем барабанных сушилок 16

1.3. Классификация барабанных сушилок 32

1.4. Обзор основных исследований времени пребывания зерна в барабане и пропускной способности сушильных установок. 38

1.5. Выводы 46

1.6. Цели и задачи исследования 47

2. Теоретическое исследование конструктивно-технологических параметров барабанной сушилки и кинетических закономерностей обезвоживания зерна пшеницы

2.1. Обоснование и разработка технологической схемы рециркуляционной сушки зерна пшеницы в барабанной сушилке. 49

2.2. Конструктивная схема барабанной зерносушилки 54

2.3. Исследование процесса тепло- и массопереноса при сушке зерна пшеницы во вращающемся барабане 61

2.3.1 .Кинетические особенности сушки зерна пшеницы в барабанной зерносушилке 61

2.3.2. Построение эмпирической модели кинетики сушки зерна пшеницы 64

2.3.3. Обоснование допустимой области термовлажностных условий в слое зерна пшеницы 67

2.3.4. Определение среднеинтегральных температур нагрева зерна пшеницы 71

2.4. Основные параметры барабанной зерносушилки 76

2.4.1. Определение оптимальных конструктивных параметров барабана. 77

2.5. Пропускная способность зерносушилки и транспортного средства для рециркуляции зерна, мощность на привод барабана 80

2.7. Выводы 83

3. Программа и методика экспериментальных исследований

3.1. Методика исследований физико-механических свойств, засоренности и качественных показателей зерна пшеницы 85

3.2. Методика экспериментальных исследований 88

3.2.1. Описание экспериментальной установки 88

3.2.2. Порядок проведения исследований. 98

3.2.3. Методика планирования экспериментальных исследований 101

3.2.4. Анализ математической модели. .106

3.3. Программа и методика проведения производственных испытаний 107

3.4. Выводы ...111

4. Резулыаты экспериментальных исследований

4.1 Физико-механические свойства, засоренность и качественные показатели зерна пшеницы. 112

412. Результаты исследований экспериментальной установки 114

4.2.1. Результаты исследований при сушке зерна за один пропуск 115

4.2.2. Влияние исследуемых факторов на съем влаги при сушке зерна за один пропуск 117

4.2.3. Анализ математической модели, описывающей изменение съема влаги при сушке зерна за один пропуск 119

4.2.4. Влияние исследуемых факторов на напряжение объема сушильного барабана по испаренной влаге при сушке зерна за один пропуск 122

4,2,5, Анализ математической модели, описывающей изменение напряжения объема сушильного барабана по испаренной влаге при сушке зерна за один пропуск ..123

4.3. Результаты исследований при сушке с рециркуляцией зерна 125

4.3Л. Влияние исследуемых факторов на съем влаги при сушке с рециркуляцией зерна 126

4.3.,2. Анализ математической модели, описывающей изменение съема влаги при сушке с рециркуляцией зерна. 127

4.3.3. Влияние исследуемых факторов на напряжение объема сушильного барабана по испаренной влаге при сушке с рециркуляцией зерна. 133

4.3.4, Анализ математической модели, описывающей изменение напряжения объема сушильного барабана по испаренной влаге при сушке с рециркуляцией зерна 133

4.4 Экспериментальные кривые сушки зерна пшеницы 139

4.5. Влияние количества и расположения перегородок сушильного барабана на параметры работы барабанной зерносушилки. 142

4.6. Охлаждение зерна в барабанной зерносушилке 144

4.7. Изменение температуры теплоносителя на выходе из зерносушилки в зависимости от угла поворота при вращении сушильного барабана 146

4.8. Выводы 154

5. Технико-экономическая оценка результатов иследований

5.1. Результаты производственных испытаний. 155

5.2.Технико-экономическое обоснование барабанной зерносушилки 158

5.3 .Выводы. 161

Общие выводы. 163

Литература 165

Введение к работе

Актуальность темы. Для производителей сельскохозяйственной

продукции обеспечение сохранности собранного урожая зерновых культур является большой проблемой. Закладка на хранение зерна повышенной влажности приводит к качественным и количественным потерям зерна из-за самосогревания зерновой массы, развития вредителей хлебных запасов и т. д. Сушка зерна является одной из эффективных технологических операций, позволяющей снизить влажность зерна, повысить его сохранность и качество.

В России в отдельные годы сушке подвергается до 50...60 % валового сбора зерновых культур, маслосемян и кукурузы. На хлебоприемных предприятиях и элеваторах расположено около 3000 зерносушилок, состоящих из более чем 20 типов агрегатов, из которых 40 % работает с рециркуляцией зерна. Они не в состоянии обеспечить просушку сырого зерна в необходимых объемах, многие сушилки физически и морально устарели, что требует их замены или реконструкции.

Значительно сократилось количество барабанных сушилок, т. к. из-за малого съема влаги и повышенных затрат на сушку они не отвечают современным требованиям. К тому же отсутствуют барабанные сушилки, использующие эффект рециркуляции зерна. Применение рециркуляции зерна в барабанных сушилках позволяет сушить зерно с большей начальной влажностью за один пропуск через сушилку и сокращает расходы на этот процесс.

В связи с этим важной и актуальной задачей является совершенствование технологических схем и создание эффективных барабанных сушилок для сушки различных зерновых культур любой влажности и засоренности с применением рециркуляции высушиваемого зерна.

Цель работы. Повышение эффективности сушки зерна пшеницы продовольственного назначения за счет совершенствования технологического процесса, разработки и обоснования параметров барабанной зерносушилки с применением рециркуляции зерна.

Объект исследования. Технологический процесс барабанной сушилки с рециркуляцией высушиваемого зерна.

Методика исследования предусматривает разработку теоретических

предпосылок, их экспериментальную проверку в ^лабораторных и

производственных условиях, экономическую оцЬійф,ре^Шт%!МіРя«Й&і;08аний,

З СПспрфг^//*

v оэ

Теоретические исследования выполнялись на основе известных положений, законов и методов теории тепломассообмена и теории сушки. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с действующими ГОСТами, ОСТами и частными методиками. Обработка результатов экспериментов осуществлялась методами математической статистики с применением ЭВМ.

Научная новизна: Анализ исследований и классификация барабанных сушилок позволили определить наиболее перспективные направления их совершенствования, в соответствии, с чем разработана конструктивно-технологическая схема барабанной сушилки для зерна пшеницы с применением рециркуляции высушиваемого зерна за счет транспортного средства, расположенного внутри барабана.

Определены условия тепломассообмена при сушке зерна за один пропуск через сушилку и с применением рециркуляции зерна, обеспечивающие заданное снижение влажности зерна пшеницы, повышение его качества и выбор рациональной схемы технологического процесса. Получены кривые сушки при различных режимах технологического процесса, в том числе с применением рециркуляции зерна. Построены эмпирические модели кинетики сушки зерна пшеницы и предложена методика расчета температур нагрева зерна по длине сушильного барабана. В соответствии с выбранным направлением определены рациональные соотношения геометрических параметров барабана, транспортного средства для рециркуляции зерна, обеспечивающие минимальные размерные и массогабаритные характеристики сушилки при оптимальной пропускной способности.

Получены зависимости, характеризующие изменение съема влаги и напряжения объема сушильного барабана по испаренной влаге от температуры теплоносителя на входе в сушилку, коэффициента рециркуляции зерна и начальной влажности зерна пшеницы.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные исследования позволили теоретически обосновать и практически реализовать конструктивно-технологическую схему барабанной зерносушилки с рециркуляцией зерна, защищенную патентом РФ на изобретение № 2216700. Исследования и их результаты служат основанием для создания и совершенствования сушильных установок барабанного типа для зерна пшеницы с применением его рециркуляции и могут быть использованы

научными организациями и промышленными предприятиями в качестве рекомендаций при разработке и изготовлении новой сушильной техники. Внедрение барабанной сушилки с применением рециркуляции зерна позволило получить годовой экономический эффект в размере 165379 руб.

Апробация. Результаты исследований по данной теме докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного технического университета в 2001 году, на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова в период 2002.. .2003 г.г., на международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» в Воронежском государственном аграрном университете им. К.Д. Глинки в 2003 году, на научной конференции «Современные научные и информационные технологии» в Технологическом институте СГТУ в 2003 году, на расширенном заседании кафедры «Сельскохозяйственные машины» СГАУ им. Н.И. Вавилова в 2004 году.

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 13 научных работ общим объемом 7,5 печатных листа, из них лично автору принадлежат 3,2 п.л., в том числе 5 работ в центральной печати, а также одно описание к патенту РФ № 2216700.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на 201 странице машинописного текста, содержит 20 таблиц, 51 рисунок и 7 приложений. Список используемой литературы включает 123 наименования, из них 4 на иностранном языке.

Обзор основных исследований времени пребывания зерна в барабане и пропускной способности сушильных установок.

Интенсивность процесса сушки зерна зависит от основных параметров сушильного агента (температуры, влажности, скорости движения через зерновую массу), начальной влажности зерна и конструкции сушильного барабана [3,5]. От этих параметров зависит интенсивность испарения влага из зерна.

Процесс испарения влаги с поверхности зерна (внешняя г диффузия) происходит аналогично испарению жидкости со свободной поверхности, поэтому для описания процесса предварительно рассмотрим процесс испарения влаги со свободной поверхности.

Атмосферный: воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара; молекулы которых находятся в беспрерывном движении. В-воде также происходит постоянное движение молекул. В г процессе движения отдельные частицы воды отрываются от поверхности и проникают (диффундируют) в пограничный слой воздуха. Чем выше температура воды, тем подвижнее частицы и, следовательно, тем: быстрее происходит процесс диффузии этих частиц в окружающий воздух. Испарение влаги с. поверхности происходит при всех температурах, необходимым условием испарения является наличие перепада давлений- пара, получаемого при испарении влаги из зерна и давления пара - в % окружающей среде.

Увеличение скорости? испарения происходит при; увеличении, скорости агента сушки, омывающего зерно, и, при уменьшении; барометрического давления окружающего воздуха, так как уменьшается число столкновений частиц пара и воздуха.

Испаренная: с поверхности зерна влага пополняется: за счет влаги, поступающей по капиллярам из внутренних частей зерна (внутренняя диффузия). У влажного и сырого зерна это перемещение влаги протекает довольно легко благодаря непрерывности капилляров. По мере подсушивания зерна в сушилке часть капилляров лишается влаги, происходит их сужение или полное перекрытие, что затрудняет её перемещение из внутренних частей зерна к поверхности, поскольку влаге приходится двигаться по суженным капиллярам [3,5 8],

При повышении температуры зерна продвижение влаги из: внутренних частей к поверхности зерна ускоряется, так как вязкость воды при этом; уменьшается. Дальнейшее повышение температуры; теплоносителя может приводить к эффекту «закала» зерна.

На испарение 1 кг воды расходуется примерно 2680 кДж тепла. В эту величину входят затраты тепла на превращение в. пар влаги, находящейся в топливе, а также влаги, образовавшейся в результате сгорания водорода топлива. Если учесть, что в процессе сушки при испарении влаги происходит нагрев сухого вещества зерна, а также имеют место потери тепла в окружающую среду с отработанным теплоносителем и другие потери, то затраты тепла на сушку зерна значительно превышают указанную величину и фактически достигают 5230 кДж и выше на 1 кг испаренной влаги [3,59...60].

Затраты тепла на сушку напрямую зависят от совершенства технологической схемы, конструкции внутренних насадок сушильного барабана и могут колебаться в значительных пределах. Одним из эффективных способов уменьшения затрат, тепла является увеличение поверхности контакта между сушильным агентом и зерном, применение рециркуляции, части высушиваемого зерна. С этой целью необходимо оптимизировать параметры движения: сыпучей массы в барабане и применять перекрестное движение: сушильного агента относительно слоя зерна [28].

Эффективность работы барабанных сушилок оценивается количеством тепла, которое передается зерну в единице внутреннего объема барабана. В; свою очередь, количество тепла зависит от поверхности теплообмена, то есть величины поверхности контакта между зерном: и сушильным агентом. В барабане с подъемно-лопастной системой степень заполнения составляет 20 ...25 %, однако такое заполнение не определяет эффективность работы сушилки. В контакте с сушильным агентом находится все зерно, ссыпающееся с лопаток и незначительная часть зерна, находящегося на поверхности слоя и на лопатках. Если принять, что с сушильным агентом контактирует слой зерна,, расположенный на» свободной поверхности, и глубина этого слоя равна эквивалентному размеру частиц зерна, то его объем, одновременно контактирующий с сушильным агентом, составит 1,8 % внутреннего объема барабана. Именно этот объем определяет эффективность работы барабанной сушилки [28,61].

Увеличение степени заполнения барабана данной конструкции не влечет за собой повышение производительности барабанной, сушилки. Поэтому целесообразно использовать понятие эффективной степени заполнения барабана (%) [42]:

fe =[ l00%7 (1.1)

где %, - эффективная степень заполнения барабана, %;.

VK - объем зерна, находящийся в контакте с сушильным агентом, м3;

Уб - внутренний объем барабана, м3.

Исследование процесса тепло- и массопереноса при сушке зерна пшеницы во вращающемся барабане

Для обоснования конструкции и оптимальных; размеров сушильного барабана необходимо определить.продолжительность процесса сушки (время сушки) на основании исходных данных, полученных после разработки технологической схемы барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна.

Длительность процесса можно определить, основываясь на уравнении кинетики сушки. Под кинетикой; обычно понимают изменение среднего влагосодержания її (т) с течением времени т; графически это изображается в виде кривой сушки. Изменение средней температуры t тела с течением времени т изображается в виде кривых нагрева. Кривая сушки позволяет сразу ответить на вопрос, какой должна быть продолжительность процесса для того, чтобы влажность зерна понизилась от начальной WH до некоторой конечной заданной WK. По кривой нагрева можно определить конечную температуру зерна и рассчитать количество тепла, идущего на его нагревание и испарение влаги [66].

На основании данных исследований, проведенных С.Т. Антиповым и В;Я; Валуйским, показавших, что при сушке зерна пшеницы в сушилках с канальными и перфорированными насадками отсутствует период постоянной скорости І сушки, можно сделать вьюод, что интенсивность диффузии влаги при; сушке зерна в барабанных сушилках с перекрестным движением высушиваемого зерна и теплоносителя значительно меньше интенсивности влагообмена [28,42,66,70,71,81]. Полученные ими экспериментальные кривые сушки свидетельствовали только о наличии второго периода. Этот факт подтвердили и кривые нагрева зерна во времени.

По технологической схеме, приведенной: в. п. 2Л., сушка зерна в разработанной рециркуляционной барабанной зерносушилке также осуществляетсяг при перекрестном (радиальном) движении? теплоносителя: относительно слоя зерна. Поэтому на: начальном этапе определения кинетических закономерностей будем характеризовать- продолжительность процесса сушки периодом падающей скорости: сушки. Данное утверждение будет подтверждено или опровергнуто в ходе поисковых опытов, проведенных на экспериментальной сушильной установке...

В периоде падающей скорости; интенсивность сушки jn и интенсивность теплообмена qn непрерывно уменьшаются с течением времени; Изменение интенсивности сушки v происходит по сложной закономерности, определяемой формой связи влаги, с материалом и механизмом перемещения і влаги внутри высушиваемого зерна.

Для решения задач кинетики процесса сушки в периоде падающей-скорости в. настоящее время известно несколько приближенных методов расчета продолжительности сушки: Наиболее широкое: применение: имеет метод А.ВШыкова [71,72,73], развитый В:В;Красниковым и:В;. А. Даниловым; [69,75,78,]. Суть метода заключается; в том, что кривая сушки во втором периоде заменяется: двумя; прямыми; линиями. Следовательно, второй; период делится на две:зоны,, в каждой; из; которых скорость сушки уменьшается? от влагосодержания по линейному закону.. Такой подход к решению уравнения кривой сушки в периоде падающей скорости сушки наиболее полно увязывается с: кинетикой процесса, т. е. с формами связи влаги: с материалом. При обработке: экспериментальных кривых кинетики сушки материаловv с одинаковой начальной:влажностью WH В: В: Красниковым было доказано, что имеется обобщенная; кривая, независимая от режимов І сушки, если в качестве комплексного параметра принять произведение скорости сушки и времени. Далее, построив обобщенную кривую в полулогарифмической: анаморфозе, автор определяет критическое влагосодержание и коэффициент сушки [76,83].

Принципы обобщения кривых сушки данными методами содержат одно важное допущение, а именно принимается, что критическое влагосодержание не зависит от режимных параметров. Кроме того, при определении скорости сушки методом графического дифференцирования возникают некоторые погрешности.,

Подводя некоторый итог, можно отметить, что для решения задач; кинетики процесса сушки (W = f (x),t"= f (т)) и определения интенсивности тепло- и массообмена достаточно приближенных методов расчета, упомянутых выше. Однако для расчета полей влагосодержания и температуры материала в процессе сушки, которыми определяются; технологические свойства материала, необходимо иметь решения системы дифференциальных уравнений массо- и теплопереноса при соответствующих граничных условиях [67...68].

Дифференциальные уравнения переноса тепла и влаги, сформулированные А.В. Лыковым [75,78], в. общем виде отображают физические законы процесса сушки. Однако практически осуществить их аналитическое решение не представляется возможным; так как коэффициенты диффузии влаги, температуропроводности и термодинамические параметры влагопереноса являются переменными І величинами, находящимися в сложной, часто неопределенной зависимости, от переменных в процессе сушки температуры: и влагосодержания материала: Для пищевых растительных материалов, каким: является зерно пшеницы, они усложняются еще и непостоянством состава, строением тканей зерна,. различием видов и: сортов, степенью зрелости, климатическими и почвенными условиями выращивания; а также режимами сушки. Для решения этих: уравнений требуется вносить в условия однозначности упрощающие допущения, и результаты будут только приближенными. Поэтому целесообразнее, на наш взгляд, пользоваться методами расчета процесса сушки с экспериментальным определением необходимых коэффициентов. Это направление основывается на интерпретации экспериментальных данных с помощью эмпирических формул и сравнительно простых дифференциальных уравнений [67...68,74,77,79,80,81,86].

Методика планирования экспериментальных исследований

Для: исследования взаимодействия различных факторов, влияющих на работу- сушилки и на технологический процесс сушки; применили математические методы планирования эксперимента [ 103... 1 Об,-114]..

При проведении экспериментальных исследований каждый опыт проводился с трехкратной повторностью, так как доверительная вероятность была принята 0,95 [103].

Для равномерного внесения элемента случайности влияния неуправляемых и неконтролируемых факторов, на отклик была проведена; рандомизация порядка проведения \ опытов, то ; есть расположение их один за другим в процессе исследования в случайном порядке [103]. Для этого і была использована таблица случайных чисел. В процессе проведения исследований работа велась в одном случае с двумя факторами; в другом с тремя факторами; следовательно, эксперимент считается- многофакторным. Основными преимуществами многофакторного эксперимента являются:

- сокращение числа опытов по сравнению с однофакторным методом;

- возможность построения необходимой математической модели процесса;

- получение количественной оценки влияния факторов;

- увеличение объема полученной информации: за счет данных о взаимодействиях факторов между собой [104,114].

Для проведения исследований использовались: полные факторные эксперименты 2, 2 с применением центрального композиционного ротатабельного униформпланирования. Данные планы обладают тем: положительным свойством, что имеют минимальную; дисперсию -коэффициентов: регрессии: математической; модели и дисперсии: значений, предсказанных уравнением регрессии, одинаковы по всем факторам на равных расстояниях от центра эксперимента. Применение такого планирования Ї упрощает и удешевляет, конструкцию пилотной установки, сокращает время проведения экспериментов, позволяет повысить точность результатов экспериментального исследования. Матрицы планов приведены в таблицах 3.1,3.2.

Программа и методика производственных испытаний составлялась на основании лабораторных исследований. Целью испытаний являлось:

- проверка достоверности теоретических разработок;

- определение технической характеристики сушилки на основании результатов производственных испытаний;

подтверждение эффективности; технологической схемы и работоспособности барабанной зерносушилки с применением рециркуляции зерна:

При исследованиях сушилки в лабораторных условиях были получены оптимальные значения конструктивных и режимных параметров, обеспечивающие необходимый = процент съема влаги и просушку зерна без потери его качества, снижающие энергоемкость сушки, которые затем был и: использованы в производственных испытаниях..

Для І проведения, испытаний в: OGO «Энтраст» (г. Энгельс, Саратовской области) был изготовлен производственный образец зерносушилки (патент РФ №221670 0); Сушилка была включена в линию по предварительной обработке зерна перед закладкой;на хранение.

Сушилка (рис. 4.17) состоит из топки Г, работающей на природном газе, дутьевого вентилятора 2, нагнетательного вентилятора 3, сушильной части 4, вытяжного вентилятора; 5 и устройства загрузки зерна 6. Сушильная часть: содержит размещенный1 в теплоизолированном: корпусе 7" перфорированный: сушильный барабан 8, разделенный перегородками 9 на зоны нагрева 10 и; зону охлаждения 11. Транспортное средство 12 было установлено; по оси. барабана и? жестко закреплено на его перегородках 9. Имелись патрубки подачи 13 ш отвода 14 теплоносителя, и сборник 15 высушенного зерна; Привод барабана 7 осуществляется от электродвигателя; 16, редуктора 17 и вариатора 18.

Для очистки перфорированных поверхностей; барабана І предусматривалось наличие очистительных щеток и люка для возможности1 забора отходов образовавшихся после очистки.

Анализ математической модели, описывающей изменение съема влаги при сушке зерна за один пропуск

Для изучения координат оптимума и свойств поверхности отклика в окрестностях оптимума проводилось каноническое преобразование полученной, математической модели; Методика проведения, канонического преобразования представлена в главе 3. Анализ поверхности отклика проводился с помощью двумерных сечений. Для облегчения расчетов анализ проводился с закодированными величинами факторов.

Приравнивая к нулю;частные производные от полученного уравнения; регрессии по каждой из координат, и решив систему уравнений, получим координаты нового центра поверхности:

Подставив полученные оптимальные значения факторов в уравнение регрессии (4.6), получили значение съема влаги в центре поверхности отклика ys =6,21(%).

Для определения канонических коэффициентов приравнивали к нулю определитель системы и получали характеристическое уравнение второго порядка:

Анализ показывает, что максимальное значение съема влаги AW = 6,2% достигается в диапазонах: температура теплоносителя на входе в сушилку Т = 433...438 К, начальная влажность зернашшеницьг WH = 19:..20%. Увеличение: температуры теплоносителя и уменьшение начальной влажности зерна ведет к росту съема влаги, т.е. уменьшению конечной влажности зерна. Уменьшение температуры, и увеличение начальной5 влажности зерна- приводит к уменьшению значений съема влаги и повышению конечной влажности зерна.

При увеличении температуры теплоносителя на входе в сушилку выше значения 440 К происходит уменьшение съема влаги, поскольку при интенсивном режиме обезвоживания зерна высокой влажности происходит частичное закрытие капилляров в зерне и влага подводится к поверхности:

зерна с меньшей интенсивностью вследствие больших температурных градиентов.Приравнивая к нулю частные производные от полученного уравнения регрессии по каждой из координат, и решив систему уравнений, получим координаты нового центра поверхности:Подставив полученные оптимальные значения факторов в уравнение регрессии (4.17), полним значение напряжения объема сушильного барабана по испаренной влаге в центре поверхности отклика ys = 36,7 (кг/(ч-м )).

Каноническое уравнение поверхности будет иметь вид:

Y2 - 36,676 = - 2,078 X,2 - 2,998 Х22 . (4.20)

Угол поворота осей координат а = - 21,8.

Графически поверхность представлена на рис.4.2.

Уравнение (4.17) и соответствующая! ему поверхность, позволяет установить. характер взаимного влияния на напряжение - объема сушильного барабана по испаренной влаге температуры теплоносителя на входе в сушилку и начальной влажности зерна пшеницы. Анализ показывает, что максимальное значение напряжения A = 36:..37 кг/(м -ч) достигается в диапазонах: температура теплоносителя на входе в сушилку Т = 433...435 К и начальной; влажности зерна пшеницы, WH = 20%. Дальнейшее увеличение: значений температуры теплоносителя на входе в сушилку ведет к уменьшению значений влагонапряжения за счет снижения интенсивности испарения влаги при сушке: Наиболее оптимальные значения начальной І влажности зерна лежат в интервале 18...22 %, дальнейшее уменьшение или увеличение начальной влажности приводит к уменьшению значений напряжения объема сушильного барабана по испаренной влаге, что соответствует физическому процессу сушки зерна пшеницы [28].

Похожие диссертации на Разработка технологического процесса и обоснование параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна