ДВИЖЕНИЕ СУШИЛЬНОГО АГЕНТА В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ СУШИЛОК

И.Ю. Тюрин¹,  Левченко Г.В.², Дугин Ю.А.³

¹ кандидат технических наук, ² кандидат технических наук ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ³ кандидат технических наук ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет

ДВИЖЕНИЕ СУШИЛЬНОГО АГЕНТА В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ СУШИЛОК

Аннотация

В работе рассматриваются вопросы движения сушильного агента в воздухораспределительной системе. Удаление влаги из досушиваемого материала зависит от скорости движения вихревого потока и давления создаваемого им внутри сушильной установки. Поэтому необходимо определить главный – стационарный режим, с помощью которого происходит непрерывный вынос влаги.

Ключевые слова: досушивание, растительная массы, воздухораспределительная установка, движение, скорость.

Tyurin  I.Y.¹, Levchenko G.V.², Dugin Y.A.³

¹PhD in Engineering,  ²PhD in Engineering FSBEI  HPE “Saratov SAU”,  ³Candidate of technical Sciences FSBEI  HPE Volgograd State Agricultural University

MOTION DRYING AGENT IN THE WORKSPACE DRYERS

Abstract

The paper deals with the movement of the drying agent in the air distribution system. Removal of moisture from the material is evaporated to dryness depends on the velocity of the vortex flow and the pressure created by it in the dryer. It is therefore necessary to determine the primary - the stationary mode, whereby there is a continuous removal of moisture.

Keywords: final drying, the plant mass, air setting, movement, speed.

Особенностью сельскохозяйственных продуктов яв­ляется то, что в течение времени в них происходят сложные биоло­гические процессы, от характера и интенсивности которых зависят их качество и сохранность [1-7]. Поэтому следует заблаговременно качественно провести подготовку, настройку, техническое обслуживание, а также его оснащение дополнительным оборудованием и приспособлениями для работы в обычных и сложных условиях [1-7].

Знание условий движения воздушного потока – агента сушки, обеспечиваемого вентилятором, позволяет оценить время, которое потребуется для сушки зерна, семян масличных культур, а также  сена, картофеля и других видов продукции растениеводства.  А это, в свою очередь, позволяет определить, какие меры необходимо предпринять для предотвращения неприемлемых потерь качества, прежде чем задача будет выполнена.

Механика газов является наукой о законах равновесия и движения газов.

Передача теплоты от продуктов горения 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 печи. 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.

Движение газов изучают с помощью законов движения жидкости. Известно, что объём жидкости в отличие от объёма газа практически не зависит от давления и температуры. Если температура и давление движущегося газа постоянны или изменяются незначительно, то движение газа подчиняется законам движения жидкости.

Движение газов в рабочем пространстве сушилок, отапливаемых газообразным и жидким топливом, а также воздухом, нагреваемым в электрических калориферах, определяется характером струй, выходящих из горелок, форсунок или воздухораспределительных коробов. Для правильной организации движения газов или сушильного агента в сушилках необходимо знать основные свойства струй.

При истечении из какого-либо канала и прохождении через неподвижную среду вихревые массы турбулентной струи, которые двигаются в поперечном направлении к оси струи, выходят за пределы струи и, сталкиваясь с неподвижными частицами, вовлекают их в общий поток струи. Частицы неподвижной среды, попадая в струю, увеличивают её массу и уменьшают её скорость. При этом увеличение массы и уменьшение скорости происходят так, что произведение движущейся массы на скорость остается постоянным.

То есть, движение, которое осуществляется за счет динамического воздействия струй, называется струйным. Такое движение сушильного агента организуют, основываясь на свойствах свободных и ограниченных струй с учетом требований к тепловой работе сушилок.

Кроме этого, движение газов в рабочем пространстве сушилок может быть канальным. В этом случае, движение осуществляется в результате потенциальной энергии потока. Например, движение газов в дымовой трубе за счет уменьшения геометрического давления или в горизонтальном канале за счет уменьшения статического давления.

При сушке растительной массы на сено активным вентилированием воздушный поток должен преодолеть аэродинамическое сопротивление, создаваемое воздухораспределительной системой и слоем сена. Это сопротивление преодолевается за счет статического давления, развиваемого вентилятором. 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. То есть, при ударе о стенку   (распределитель) поток разветвляется и согласно закону газовой динамики, описываемой системой 1, за стенкой образуются вихри [8,9].

du/dt + (u,Ñ) + 1/r·qrad P - nDu = f (x, t)             (1)

dr/dt + div (r, u) = 0

где  (u, Ñ)  =  u₁·du/dx₁ + u₂·du/dx₂ + u₃·du/dx₃  -  конвективный  член поля скоростей;

P - давление потока воздуха, Па;

r - плотность воздуха

За  счет  разности  скоростей   в   воздухораспределительной  системе (следовательно, и за счет разностей давлений) эти вихри перемещаются от стенки к средней части потока. На месте переместившихся вихрей образуются новые вихри, происходит непрерывный процесс. Данный режим течения называется турбулентным.

В турбулентном потоке можно рассматривать осредненное по времени пульсационное движение как установившееся (так как пульсации обычно во много раз меньше основной поступательной скорости), если скорость в каждой точке пульсирует, непрерывно отклоняясь, то в одну, то в другую сторону от некоторого постоянного среднего значения в этой точке.

Беспорядочное перемешивание частиц в турбулентном потоке приводит к непрерывному перемешиванию масс воздуха.

Задачи исследования турбулентного квазистационарного течения жидкости достаточно удовлетворительно решаются с помощью полуэмпирической теории, в частности, теории, разработанной Прандталем.

Параметры турбулентного течения (скорость, давление) можно разложить на осредненные по времени величины и на пульсации, и искусственно из нестационарного режима выделить главный - стационарный режим.

Истинная скорость “u” в данной точке пространства и в данной момент  времени может быть представлена в виде геометрической суммы осредненной u_оср и пульсационной u’ cкоростей [8,9] :

u = u_оср + u’                                          (2)

Составляющие истинной скорости “u” определяются следующими равенствами [8,9]:

u_x = _{x оср} + _x’;

u_y = _{y оср} + _y’;                                      ( 3)

u_z = _{z оср}  + _z’;

где u_x’, u_y’, u_z’ - пульсационное добавки или просто пульсации компонентов вектора скорости.

Таким образом, при разработке установок для досушивания продуктов растениеводства необходимо учитывать движение сушильного агент в рабочем пространстве сушилки.

Литература

1. Тюрин, И.Ю. Принципы и направления модернизации инженерно-технологического обеспечения возделывания сельскохозяйственных культур [текст] / И.Ю. Тюрин // Научное обозрение. 2011. № 2. С. 47-51.
2. 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.
3. Левченко, Г.В. Погрузчик-смеситель / Г.В. Левченко, П.И. Павлов, И.С. Алексеенко // Патент на полезную модель №87153; МПК B65G67/24, опубл. 27.09.2009, бюл. №27.
4. Дугин, Ю.А. Совершенствование технологии и разработка роторно-винтового молотильного аппарата для обмолота нута [текст] / Ю.А. Дугин/ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. Волгоград, 2008.
5. Соколов, Н.М. Почвовлагосберегающий способ основной обработки почвы на склонах [текст] / Н.М. Соколов / Тракторы и сельскохозяйственные машины – 2012, №5, с.17-18.
6. Тюрин, И.Ю. Совершенствование технологического процесса досушивания сена на стационаре [текст] / Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук/ Саратов, 2000, 24 с.
7. Тюрин, И.Ю. Перспективы развития экспериментальных исследований процесса сушки. [текст] / И.Ю. Тюрин //Научное обозрение, № 5. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2010, с.76…78.
8. Тюрин, И.Ю. Совершенствование технологического процесса досушивания сена на стационаре [текст] / Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук/ Саратов, 2000, 194 с.
9. Тюрин, И.Ю. Совершенствование процесса досушивания сена [текст]/ Монография / Saarbrucken, 2012

References

1. Tyurin, I.Y.The principles and directions of modernization of engineering and technological support cropping [text] / I.Y.Tyurin // Scientific Review.2011. № 2. pp 47-51.
2. Levchenko, G.V.Device for orderly stacking bales of roughage [text] / G.V.Levchenko, V.N. Sokolov, A.V.Rakutina / Scientific Review, № 3. - Saratov LLC "APEX 94", 2014, p. 38 ... 41.
3. Levchenko, G.V.Truck Mixer / G.V.Levchenko, P.I. Pavlov, I.S. Alexeenko // Patent for useful model №87153; IPC B65G67 / 24, publ.27.09.2009, Bull. №27.
4. Dugin, Y.А. Perfection of technology and the development of rotary screw threshing machine threshing chickpea [text] / Y.A.Dugin / thesis for the degree of candidate of technical sciences / Volgograd State Agricultural Academy. Volgograd 2008.
5. Sokolov, N.M.Pochvovlagosberegayuschy way of primary tillage on slopes [text] / N.M.Sokolov / Tractors and agricultural machinery - 2012, №5, s.17-18.
6. Tyurin, I.Y.Improving the process finish drying of hay at the hospital [text] / Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Saratov, 2000, 24 p.
7. Tyurin, I.Y.Prospects for the development of experimental research of the drying process.[text] / I.Y. Tyurin // Scientific Review, № 5. - Saratov LLC "APEX 94", 2010, p.76 ... 78.
8. Tyurin, I.Y.Improving the process finish drying of hay at the hospital [text] / Dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Saratov, 2000, 194 p.
9. Tyurin, I.Y.Improving the process of dryness hay [text] / Monograph / Saarbrucken, 2012