СИЛЫ, ВОЗНИКАЮЩИЙ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ДОСУШИВАЕМОЙ МАССЕ

Тюрин И. Ю.¹,Стрижов И.В.², Минеев В.В.³

¹Кандидат технических наук; ²студент,; ³студент, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

СИЛЫ, ВОЗНИКАЮЩИЙ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ДОСУШИВАЕМОЙ МАССЕ

Аннотация

В статье рассмотрены  - условия возникновения равновесия между исходной влажностью досушиваемой массы и относительной влажностью продуваемого воздуха, при которой прекращается влагообмен, что определяет кинетику процесса сушки.

Ключевые слова: влажность, досушиваемая масса, влагообмен, сушка.

Tyurin I.Y.¹, Strizhov I.V.², Mineev V.V.³

¹Candidate of technical Sciences, FSBEI  HPE “Saratov SAU” named after N.I. Vavilov, ²student, FSBEI  HPE “Saratov SAU” named after N.I. Vavilov; ³student, FSBEI  HPE “Saratov SAU” named after N.I. Vavilov

THE FORCE PRODUCED BY THE MOVEMENT OF AIR IN DOSUSHIVANIE MASS

Abstract

The article considers the conditions for the occurrence of equilibrium between the initial humidity dosushivanie mass and the relative humidity of the blown air, which stops moisture, which determines the kinetics of the drying process.

Keywords: humidity, dooshima weight, moisture, drying.

Заготовка кормов по любой технологии представляет собой совокупность технологических и транспортных операций, выполняемых в определенной последовательности, причём операции, относящиеся к полевой  части заготовки выполняют одну за другой через определённые промежутки времени, соответствующие готовности растительного сырья к проведению каждой последующей операции.

Естественно, что в разных природно-климатических зонах технологические сдвиги во времени между отдельными операциями уборки трав различны. Зависят они в основном от принятой технологии, температуры и влажности воздуха, урожайности и биологического состава корма [1-6].

Неблагоприятные погодные условия прерывают операции полевой части заготовки. Поэтому на первой технологической операции, следующей за скашиванием трав, как правило, проводится дополнительная обработка растительного сырья, попавшего под дождь.

Как известно, механика газов является наукой о законах равновесия и движения газов.

Передача теплоты от продуктов горения (при использовании нагревателей потока воздуха) к нагревательным предметам зависит от многих факторов и в том числе от характера движения продуктов горения; поэтому рациональная организация движения газов – одно из условий успешной работы сушильной установки. В связи с этим, по законам газовой механики определяют сопротивления, оказываемые движущимся газам в сушилках, печах, каналах, трубопроводах и т.д., в зависимости от которых выбирают вентиляторы, дымососы, дымовые трубы [3,4,6].

Иными словами, в обычных условиях сушки активным вентилированием невозможно достичь полного удаления влаги из растительной массы. Кроме того, остаточная влажность капиллярно-пористого тела, зависит от влажности продуваемого воздуха (φ). Теоретически при j = 0 остаточная влажность капиллярно-пористого тела W=0. Однако, реально всегда φ > 0 и следовательно W > 0. Таким образом, каждому значению влажности продуваемого воздуха, в равновесии, соответствует вполне конкретное значение остаточной влажности сена. Эту влажность растительной массы и называют равновесной [1].

Процесс насыщения продуваемого воздуха влагой характеризуется качественно тем, что всегда существует внутри толщи высушиваемой растительной массы достаточно четко выделенная зона малой толщины (по сравнению с полной толщей высушиваемого материала). Ниже этой зоны устанавливается равновесная влажность сена, а влажность воздуха его температура равны соответственно относительной влажности и температуре подаваемого воздуха. А выше - устанавливается равновесие между исходной влажностью растительной массы и относительной влажностью продуваемого воздуха, при которой (при данной температуре влажного сена) также прекращается влагообмен. Это обусловлено влагоемкостью воздуха при данной температуре. Такую равновесную влажность продуваемого воздуха также можно определить зависимостью j (W_сена), t = const, приведенной В.И.Петрушевичюсом. При достаточно высокой влажности высушиваемой растительной массы (68...85%) и средней температурой высушиваемой массы 30...40°С (тем более при t = 40°C) равновесная влажность продуваемого воздуха будет близка или равна 100%. Только при достаточно низкой исходной влажности растительной массы (40...50%) равновесная влажность воздуха выше зоны высушивания будет меньше 100%, но больше 90%. Этот анализ необходим для правильного использования известной I-d диаграммы в расчетах адиабатического процесса сушки растительной массы активным вентилированием [1].

Зона высушивания в процессе сушки непрерывно движется по потоку продуваемого воздуха. Скорость движения этой зоны и определяет кинетику процесса сушки. В условиях наличия равновесия ниже и выше зоны высушивания, очевидно, постоянна и определяется количеством нагнетаемого воздуха в единицу времени (обычно в м³/ч). Поскольку пористая толща растительной массы обладает определенным как ламинарным, так и турбулентным обтеканием воздуха пористой преграды, возникают силы аэродинамического сопротивления потоку воздуха в растительной массе [1]:

F_аэро = С_лам ^. V + C _турб^. V² где  V - скорость воздушного потока, м/с;

С_лам, С_турб - соответственно аэродинамические коэффициенты для ламинарного и турбулентного потока воздуха.

Следовательно, при разработке систем для сушки растительной массы на сено активным вентилированием необходимо стремиться к снижению динамического давления и повышению статического. Снижения динамического давления можно достичь за счет уменьшения скорости движения потока воздуха в воздухораспределительной системе, установив на его пути распределители. Тогда, давление воздуха в канале будет снижаться в результате перемешивания и аэродинамических ударов, вызываемых изменением направления движения потока [1].

С учетом выше изложенного можно сделать вывод, что комплекс технологических приемов, которые  используются при заготовке кормов для зимнего содержания животных, должен обеспечивать максимально возможное сохранение их полезных питательных веществ, сочетания рациональных схем подвода и удаления тепла. А для этого необходимо совершенствовать технику, используемую при заготовке корма, которая должна быть обусловлена комплексом характеристик материала как объекта сушки, номенклатурой выпускаемого оборудования, особенностями производства, позволяя сократить механические потери при скашивании, ворошении, транспортировке к месту хранения, сушке и раздаче непосредственно скоту.

Литература

1. Тюрин, И.Ю. Совершенствование технологического процесса досушивания сена на стационаре: Дис. ... канд. техн. наук. Саратов, 2000, 180 с.
2. Тюрин, И.Ю. Совершенствование технологического процесса досушивания сена на стационаре [текст] / Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук/ Саратов, 2000, 24 с.
3. Тельнов М.Ю., Тюрин И.Ю. Задачи и способы сушки зерна и семян культур сельскохозяйственного назначения в процессе их заготовки//Материалы VII Международной научно практической конференции, т.7, София, 2011, с.63
4. Тюрин И.Ю., Тельнов М.Ю. Значение процесса и способы сушки зерна // Научное обозрение, № 4. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2011., с.112…115.
5. Тюрин, И.Ю. Перспективы развития экспериментальных исследований процесса сушки. [текст] / И.Ю. Тюрин //Научное обозрение, № 5. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2010, с.76…78.
6. Тюрин, И.Ю. К вопросу об искусственных способах заготовки продуктов растениеводства при эксплуатации сушилок [текст] // И.Ю. Тюрин, М.Ю.Тельнов, Ф.В. Лобжа //Народное хозяйство. Вопросы инновационного развития, Всероссийский научно-практический журнал, № 1, 2012 – Москва, Изд. МИИ Наука, с. 160…164.
7. Комаров, Ю.В. Совершенствование технологического процесса отделения почвенных примесей от корней сахарной свеклы крупноячеистым сепаратором [текст] / Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук/ Саратов, 1997, 24 с.
8. Комаров Ю.В., Кожинская А.В. Совершенствование рабочих органов агрегата для внутрипочвенного разбросного посева зерновых культур [текст]/ Проблемы экономичности и эксплуатации автотракторной техники. Материалы международного научно-технического семинара имени В.В. Михайлова, Саратов, 2014, с.83-85.

References

1. Tjurin, I.Ju. Sovershenstvovanie tehnologicheskogo processa dosushivanija sena na stacionare: Dis. ... kand. tehn. nauk. Saratov, 2000, 180 s.
2. Tjurin, I.Ju. Sovershenstvovanie tehnologicheskogo processa dosushivanija sena na stacionare [tekst] / Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchjonoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk/ Saratov, 2000, 24 s.
3. Tel'nov M.Ju., Tjurin I.Ju. Zadachi i sposoby sushki zerna i semjan kul'tur sel'skohozjajstvennogo naznachenija v processe ih zagotovki//Materialy VII Mezhdunarodnoj nauchno prakticheskoj konferencii, t.7, Sofija, 2011, s.63
4. Tjurin I.Ju., Tel'nov M.Ju. Znachenie processa i sposoby sushki zerna // Nauchnoe obozrenie, № 4. – Saratov, OOO «APEKS-94», 2011., s.112…115.
5. Tjurin, I.Ju. Perspektivy razvitija jeksperimental'nyh issledovanij processa sushki. [tekst] / I.Ju. Tjurin //Nauchnoe obozrenie, № 5. – Saratov, OOO «APEKS-94», 2010, s.76…78.
6. Tjurin, I.Ju. K voprosu ob iskusstvennyh sposobah zagotovki produktov rastenievodstva pri jekspluatacii sushilok [tekst] // I.Ju. Tjurin, M.Ju.Tel'nov, F.V. Lobzha //Narodnoe hozjajstvo. Voprosy innovacionnogo razvitija, Vserossijskij nauchno-prakticheskij zhurnal, № 1, 2012 – Moskva, Izd. MII Nauka, s. 160…164.
7. Komarov, Ju.V. Sovershenstvovanie tehnologicheskogo processa otdelenija pochvennyh primesej ot kornej saharnoj svekly krupnojacheistym separatorom [tekst] / Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchjonoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk/ Saratov, 1997, 24 s.
8. Komarov Ju.V., Kozhinskaja A.V. Sovershenstvovanie rabochih organov agregata dlja vnutripochvennogo razbrosnogo poseva zernovyh kul'tur [tekst]/ Problemy jekonomichnosti i jekspluatacii avtotraktornoj tehniki. Materialy mezhdunarodnogo nauchno-tehnicheskogo seminara imeni V.V. Mihajlova, Saratov, 2014, s.83-85.