Оптимизация режимов работы зерносушилки контактного типа | Optimization of operation modes of contact-type grain dryer

Русский. Цель исследования - снижение энергозатрат на сушку зерна посредством обоснования оптимальных параметров инновационной зерносушилки, использующей контактный способ подвода теплоты к исходному продукту, а также определение оптимальных режимных параметров предлагаемой зерносушилки с колебательным транспортирующим рабочим органом. Исследован процесс сушки зерна с применением контактного способа подвода теплоты с целью определения ряда оптимальных режимных параметров: время нахождения зерна в установке, температура греющей поверхности, скорость движения зерна по нагретой поверхности транспортирующего рабочего органа, скорость движения воздуха. Выявлено отсутствие значимого влияния скорости движения воздуха в установке, не превышающей 3,5 м/с, на процесс испарения влаги из исследуемого зернового материала. Получены уравнения регрессии в натуральных и закодированных значениях, характеризующие влияние на удельные затраты энергии на испарение влаги из зерна температуры греющей поверхности транспортирующего рабочего органа (ТРО) и скорости движения зерна по нагретой поверхности. Выполнен анализ математических моделей процесса испарения влаги из зерна в установке с колебательным транспортирующим рабочим органом с контактным подводом теплоты к греющей поверхности с помощью двухмерных сечений, полученных в результате экспериментальных исследований поверхностей отклика. Выявлен оптимальный режим работы предлагаемой зерносушилки: пропускная способность установки – 221 кг/ч при скорости движения зерна vз = 0,29 м/с, время нахождения зерна в установке тау = 10 c, температура первой секции ТРО – 150 град. C, температура второй секции ТРО – 108 гад. C. В этом случае удельные затраты энергии на процесс сушки составляют 3,57 МДж/(кг влаги), что примерно на 15% ниже, чем у передвижной фермерской сушилки семян ПУФС-0,4 конструкции ВИМ, и на 34,5% меньше, чем у широко распространенной сушилки промышленного изготовления СЗПБ-2,5.

Summaries (En, Ru)

5 ill.

15 ref.

Английский. The aim of research is to reduce the energy consumption for grain drying by substantiating the optimal parameters of an innovative grain dryer that uses a contact method of supplying heat to the input product, as well as to determine the optimal operation parameters of the proposed grain dryer with an oscillating transporting working body. The process of grain drying was studied using the contact method of heat supply in order to determine some optimal operation parameters as the time spent by the grain in the machine, the temperature of heating surface, the speed of grain movement over the heated surface of the transporting working body, and the speed of air movement. It was found that there was no significant effect of the speed of air movement in the machine not exceeding 3.5 m/s on the process of moisture evaporation from the studied grain material. Regression equations are obtained in natural and encoded values that characterize the effect of temperature of heating surface of the transporting working body (TWB) and the speed of grain movement over the heated surface on specific energy consumption for moisture evaporation from the grain. There have been analyzed the mathematical models of the process of moisture evaporation from the grain in the machine with an oscillating transporting working body with contact-type heat supply to the heating surface using two-dimensional sections obtained as a result of experimental studies of response surfaces. The optimal operation mode of the proposed grain dryer was revealed, i.e. the throughput capacity of the machine should be 221 kg/h at the speed of grain movement of vg = 0.29 m/s, grain residence time in the machine is may = 10 s, the temperature of the first TWB section is 150 deg. C, and the temperature of the second TWB section is 108 deg. C. In this case the specific energy consumption for the drying process is 3.57 MJ/(kg of moisture), which is about 15% lower than that of PUFS-0,4 mobile farm seed dryer designed by VIM and 34.5% lower than that of the widespread SZPB-2,5 industrial dryer.