Наши журналы
Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ РАВНОВЕСНОЙ ВЛАЖНОСТИ ОТ ПРОДУВАЕМОГО ВОЗДУХА

Научная статья
Тюрин И.Ю.
Выпуск: № 7 (38), 2015
Опубликована:
2015/08/15
PDF

Тюрин И.Ю.

кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ РАВНОВЕСНОЙ ВЛАЖНОСТИ ОТ ПРОДУВАЕМОГО ВОЗДУХА

Аннотация

Технологический процесс сушки должен опираться на закономерности отдачи влаги срезанными растениями и изменения качества высушиваемой массы на отдельных этапах сушки в зависимости от свойств самих растений и способов их сушки. Знание этих закономерностей позволяет выбрать наилучший режим сушки, а также технологические средства применительно к различным климатическим условиям, различным видам трав.

Ключевые слова: влажность, влагообмен, сушка, травы, обезвоживание.

Tyurin I.Y.

Candidate of technical Sciences, FSBEI  HPE “Saratov SAU” named after N.I. Vavilov

STUDY OF THE DEPENDENCE OF THE EQUILIBRIUM HUMIDITY OF THE BLOWN AIR

Abstract

Drying process must be based on impact patterns moisture cut plants and changes in the quality of the dried mass at different stages, depending on the drying properties of the plants and methods of drying. Knowledge of these laws allows you to choose the best mode of drying, as well as technological tools for different weather conditions, different types of herbs.

Keywords: humidity, moisture, drying, herbs, dehydrated. 

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 [1-7].

Травы, как объект сушки, представляют собой сложное органическое соединение и по своей структуре их можно отнести к сложным коллоидным капилярно-пористым материалам. Влажность свежескошенной растительной массы в зависимости от вида культуры колеблется от 70 до 80%, а влажность сена, которое может храниться без плесневения, не должна превышать 17...18%. В период снижения влажности растительной массы, то есть в период сушки, происходят качественные изменения питательных веществ и витаминов.

Обезвожить срезанные растения можно несколькими путями: механическим способом (отжимом), с помощью влагопоглащающего вещества (контактный метод), химическим способом или тепловой сушкой.

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 [1-5].

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 (j). Теоретически при j = 0 остаточная влажность капиллярно-пористого тела W=0. Однако, реально всегда j > 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 [1,2].

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 (Wсена), 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 [1,2].

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 [1,2]:

Fаэро = Слам . V + C турб. V2

где  V - скорость воздушного потока, м/с;

Слам, Стурб - 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 [1,2].

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: автореф. дис. …канд. техн. наук : 05.20.01; Саратовский государственный аграрный университет имени Вавилова Н.И., 2000. 24 с.
  2. Тюрин, И.Ю. Совершенствование процесса досушивания сена[текст]/ Монография / Saarbrucken, 2012
  3. Тюрин, И.Ю. Перспективы развития экспериментальных исследований процесса сушки. [текст] / И.Ю. Тюрин //Научное обозрение, № 5. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2010, с.76…78.
  4. Тюрин, И.Ю. Принципы и направления модернизации инженерно-технологического обеспечения возделывания сельскохозяйственных культур [текст] / И.Ю. Тюрин // Научное обозрение. 2011. № 2. С. 47-51.
  5. 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., №1. – Москва, Изд. МИИ Наука, 2012, с. 160-164.
  6. Левченко, Г.В. Устройство для упорядоченной укладки рулонов грубых кормов [текст] / Г.В. Левченко, В.Н. Соколов, А.В. Ракутина / Научное обозрение, № 3. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2014., с. 38…41.
  7. Соколов, Н.М. Обоснование параметров противоэрозионного приспособления для обработки склонных почв [текст] / Н.М. Соколов / Научное обозрение, № 3. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2012., с.109…112.

References

  1. Tyurin, I.Y.Improving the process to finish drying hay hospital: Author.Dis. ... Cand. tehn. Sciences: 05.20.01; Saratov State Agrarian University named after NI Vavilov, 2000. 24 p.
  2. Tyurin, I.Y. Improving the process of dryness hay [text] / Monograph / Saarbrucken, 2012
  3. Tyurin, I.Y.Prospects for the development of experimental research of the drying process. [Text] / IY Tyurin // Scientific Review, № 5. - Saratov LLC "APEX 94", 2010, p.76 ... 78.
  4. Tyurin, I.Y.The principles and directions of modernization of engineering and technological support cropping [text] / IYTyurin // Scientific Review. 2011. № 2. pp 47-51.
  5. Tyurin, I.Y.On the question of artificial methods of harvesting food crop dryers in operation [text] / IYTyurin, MY Telnov, FV Lobzha // National Economy. Questions of innovation development., №1. - Moscow, Ed. Of Sciences, 2012, p. 160-164.
  6. Levchenko, G.V.Device for orderly stacking bales of roughage [text] / GVLevchenko, VN Sokolov, AVRakutina / Scientific Review, № 3. - Saratov LLC "APEX 94", 2014, p. 38 ... 41.
  7. Sokolov, N.M.Justification of the parameters for the treatment of anti-erosion devices prone soils [text] / NMSokolov / Scientific Review, № 3. - Saratov LLC "APEX 94", 2012, p.109 ... 112.