УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

„ІНСТИТУТ МЕХАНІЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА”

Лісецький Віталій Олександрович

УДК 631.365

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СУШІННЯ ЗЕРНА

В СУШАРКАХ ПЕРІОДИЧНОЇ ДІЇ

05.05.11. – “Машини i засоби механізації

сільськогосподарського виробництва”

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Глеваха - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії післязбиральної обробки зерна Національного наукового центру „Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Котов Борис Іванович, Національний науковий центр „Інститут механізації та електрифікації сільського господарства”, завідувач лабораторії післязбиральної обробки зерна

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Чурсінов Юрій Олексійович, Дніпропетровський державний аграрний університет, завідувач кафедри технології зберігання і переробки сільськогосподарської продукції

кандидат технічних наук, доцент

Спірін Анатолій Володимирович, Вінницький державний агротехнічний університет, доцент кафедри експлуатації МТП і ремонту машин

Провідна установа: Національний аграрний університет, Кабінет міністрів України, м. Київ.

Захист відбудеться „__27_”__травня_____ 2004р. о _____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 27.358.01 в ННЦ „ІМЕСГ” за адресою: 08631, с.м.т. Глеваха Київської області Васильківського району, ННЦ „ІМЕСГ”.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці ННЦ “ІМЕСГ” за адресою: 08631, с.м.т. Глеваха Київської області Васильківського району, ННЦ „ІМЕСГ”.

Автореферат розісланий „__26____” ___травня_______ 2004р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Адамчук В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми досліджень. У системі технологічних операцій післязбиральної обробки зерна найважливіше місце належить сушінню. Якісне сушіння не тільки забезпечує зберігання зібраного урожаю, запобігає його втратам, але у деяких випадках і підвищує якість готового продукту (продовольче зерно, фуражне, насіннєвий матеріал). У цілому по господарствам необхідно висушувати до 40...45% зібраного врожаю, а в окремі роки для деяких кліматичних зон України - до 70%.

Саме на цій стадії витрачається до 80% всієї енергії післязбиральної обробки зерна, а корисне використання енергії в самих зерносушарках складає до 40-45%.

Господарствами використовуються шахтні і барабанні сушарки вітчизняного виробництва та закордонні зразки колонкових, бункерних та шахтних сушарок періодичної дії. Найбільшого розповсюдження набули такі схеми проведення процесу сушіння зерна: прямотечійний режим (одноразове перепускання зерна), періодичний (багаторазове перепускання зерна), з послідовним перепусканням зерна через сушильні камери та сушіння в нерухомому шарі. Практична реалізація цих варіантів пов’язана з високими затратами енергії, реальні витрати рідкого палива для зниження вологості зерна з 20 до 14% становлять 9-11 кг рідкого палива на 1 т зерна. Такі показники витрат палива обумовлені недосконалістю технологій і конструктивними недоліками сушарок.

Не зважаючи на значну кількість теоретичних і експериментальних досліджень, присвячених загальній теорії сушіння, тепломасообміну та інтенсифікації процесів перенесення вологи, а також широкому впровадженню технологічних енергозаощаджувальних заходів у галузі енергозберігаючого сушіння, залишається багато не використаних резервів і дослідження в цьому напрямку залишаються актуальними і своєчасними.

Дана робота присвячена виявленню способів, дослідженню і обґрунтуванню раціональних режимів сушіння зерна і параметрів установок періодичної дії.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з програмами і планами держбюджетних і госпрозрахункових робіт ННЦ “ІМЕСГ”, а саме з темою: 02 “Розробити енерго- та ресурсоощадні технології та комплекси машин для вирощування, збирання, післязбиральної обробки та зберігання врожаю зернових і зернобобових культур, насінників трав, кукурудзи, соняшнику, сої”. Розділ 02.04.02 ”Розробити ефективні енергозберігаючі технології сушіння зерна і насіннєвого матеріалу та вдосконалити обладнання для її реалізації в умовах господарств”, темою “Розробити вихідні вимоги, провести НДР та наукове супроводження створення зерносушарки продуктивністю 10 т/год.”, що виконувалась за договором №1.115/38 з Міністерством аграрної політики України.

Мета роботи і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення паливно-енергетичної і технологічної ефективності зерносушарок шляхом удосконалення технології сушіння і утилізації відпрацьованих в сушарках теплоносіїв.

Для досягнення поставленої мети визначені наступні задачі дослідження:

1. Визначити і обґрунтувати перспективний напрямок вдосконалення технології конвективного сушіння зерна в зерносушарках.

2. Визначити закономірності процесу сушіння зерна при змінних параметрах процесу і обґрунтувати раціональні режими теплової обробки зерна в сушарках.

3. Розробити математичне забезпечення визначення раціональних режимів сушіння зерна в сушарках.

4. Розробити методику визначення основних параметрів і показників роботи зерносушарок із змінним режимом циркуляції зерна та утилізацією теплових викидів.

5. Обґрунтувати технологічний регламент проведення процесу сушіння зерна.

6. Провести виробничу перевірку і оцінити техніко-економічну ефективність запропонованих технічних рішень.

Об’єкт дослідження - зерно, процеси сушіння і нагрівання, зерносушарки періодичної дії.

Предмет дослідження – закономірності впливу параметрів процесу на ефективність сушіння.

Методи дослідження. При виконанні теоретичних досліджень використовували методи теорії тепломасообміну, сушіння, математичного моделювання технологічних процесів. Експериментальні дослідження проводились в лабораторних і виробничих умовах з використанням методів планування багатофакторних експериментів і статистичної обробки експериментальних даних з використанням ПЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Вперше на основі вдосконаленої математичної моделі процесу сушіння зерна та створеного програмного забезпечення ПЄОМ описано розподіл основних параметрів сушильного процесу за довжиною сушильного тракту при прямо- протитечійному русі сушильного агенту.

2. Отримані нові аналітичні залежності для розрахунку процесу сушіння в шахтних сушарках з прямо- протитечійним рухом сушильного агенту і змінною швидкістю руху зерна за довжиною сушильного тракту.

3. Вперше запропоновано і теоретично обґрунтовано технологію сушіння зерна в циркуляційних сушарках з використанням зміни швидкості переміщення зерна в кожному циклі. Визначено закон зміни швидкості, що забезпечує найбільшу ефективність сушіння.

4. Виконано оцінку впливу параметрів процесу сушіння на технологічні і конструктивні показники зерносушарок.

5. Виконано комплексні дослідження кінетики сушіння і нагрівання зерна з урахуванням вологовмісту сушильного агенту. Отримані узагальнені криві сушіння і нагрівання зерна в шарі. На їх основі побудовані адекватні регресійні моделі залежностей основних показників процесу від режимних параметрів і властивостей матеріалу.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені, спроектовані і впроваджені у сільськогосподарське виробництво нові конструктивно-технологічні схеми сушильних установок і технологічні регламенти проведення процесу сушіння зерна. Удосконалено методику інженерних розрахунків і на її основі отримані раціональні значення параметрів сушарки, які використані у вихідних вимогах на створення нових зразків сушильної техніки та при модернізації існуючих зерносушарок.

На основі результатів проведених досліджень створені, реалізовані та перевірені у виробничих умовах бункер-сушарка продуктивністю 10 т/год. (КСП “Світанок”, с. Горохове Кагарлицького р-ну Київської обл.), система повторного використання теплоти агенту сушіння зерносушильного відділення комплексу КЗС-20Б із зерносушаркою СЗСБ-8А (дослідне господарство “Оленівське”, с. Оленівка Фастівського р-ну, Київської обл.) та система повторного використання теплоти сушильного агенту зерносушарки ДСП-32от (агрофірма “Перемога”, с. Бурти Кагарлицького р-ну Київської обл.).

Особистий внесок здобувача. Розробка математичних моделей, їх дослідження, розробка лабораторного устаткування і проведення експериментальних досліджень здійснені автором самостійно. Розробка і випробування дослідних зразків обладнання виконано з участю колективу лабораторії післязбиральної обробки зерна ННЦ “ІМЕСГ” та працівників ВАТ “Вібросепаратор”, ВАТ “Карлівський механічний завод”.

Апробація результатів досліджень. Основні положення і результати роботи були обговорені і схвалені на щорічних міжнародних науково-практичних конференціях ”Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві” (1999, 2000, 2001, 2002 рр.) ННЦ “ІМЕСГ” (Глеваха).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 3 статті (1 одноосібно) у фахових виданнях, 4 тези доповідей.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п’яти розділів, загальних висновків, опису використаних джерел та додатків. Основний зміст роботи викладено на 168 сторінках машинописного тексту, робота містить 91 рисунок, 18 таблиць. Перелік посилань містить 131 назву, з них 6 на іноземній мові.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету, об’єкт, предмет, методи досліджень і задачі, які розв’язуються в роботі, подано наукову новизну й практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію щодо апробації, структури та обсягу роботи.

У першому розділі „Аналіз сучасного стану технології і техніки сушіння зерна” наведено огляд літератури та аналіз способів, режимів сушіння зерна і технологічних схем зерносушарок, а також результатів наукових досліджень.

Питанню розробки теорії сушіння зерна, обґрунтуванню способів і режимів, а також створенню різноманітних конструкцій зерносушарок присвячені роботи О.В. Ликова, С.Д. Птіцина, А.С. Гінзбурга, Г.К. Філоненко, М.О. Грішина, В.І. Жидко, В.А. Загоруйко, Н.В. Остапчука, В.І. Алейнікова, Ю.O. Чурсінова, Г.М. Станкевича, В.І. Аниськіна, Л.Г. Чижикова, А.В. Голубковича, Б.І. Котова, О.М. Кашуріна, Ю.В. Єсакова, Г.С. Окуня, М.Я. Кірпи, А.Д. Гарькавого, А.В. Спіріна, В.Ф. Дідуха, В.І. Атаназевича, В. Мальти, О. Крішера та ін.

Аналіз способів і режимів сушіння зерна показав, що найбільше розповсюдження отримали сушарки з конвективним способом підведення теплоти шахтного і колонкового типу, також бункерні установки. Встановлено, що наявні режими сушіння в установках періодичної дії не забезпечують потрібної якості сушіння і відповідних норм витрат енергії; сушарки характеризуються низьким термічним К.К.Д. і підвищеною питомою матеріалоємністю. Але можливості інтенсифікації процесів сушіння і зниження енерговитрат далеко не вичерпані. Визначено основні напрямки підвищення технологічної і енергетичної ефективності сушіння.

У другому розділі „Теоретичні передумови енергозберігаючого сушіння зерна в циркуляційних зерносушарках” на основі аналізу теплового і матеріального балансу рухомого шару зерна і сушильного агенту запропонована узагальнена математична модель процесу сушіння. За базове рівняння моделі кінетики видалення вологи із зерна, прийнято рівняння, що описує процес випаровування із вологої поверхні за законом Дальтона при залежності коефіцієнта випаровування від вологовмісту зерна.

Виходячи з аналізу узагальненої математичної моделі для сталого режиму роботи зерносушарки, коли в кожній точці об’єму сушильної камери параметри зерна і сушильного агенту незмінні у часі, отримана система диференційних рівнянь для проти- прямотечійного руху зерна і сушильного агенту відповідно до процесу сушіння в шахтних зерносушарках з повітрерозподільчими коробами:

(1)

(2)

(3)

(4)

де , з, - густість сушильного агенту і зерна та щільність зерна; cс.а. (D), c(u) – питома теплоємність сушильного агенту і зерна; Vз,Vс.а. – швидкість переміщення сушильного агенту і зерна; - коефіцієнт теплообміну і питома поверхня зерна; - порозність зернового шару; r – питома теплота пароутворення; - коефіцієнт масообміну; t, D температура і вологовміст сушильного агенту; , u - температура і вологовміст зерна; - пружність водяної пари на поверхні зерна і в сушильному агенті; Р,В – атмосферний тиск і тиск у камері сушіння; fB – питома поверхня випаровування.

У рівняннях, що містять подвійні знаки верхній відноситься до режиму прямотечії, нижній - до протитечії.

Критерій Ребіндера Rb визначено за формулою:

(5)

де , u –зміна температури і вологовмісту зерна на відрізку х,

із системи (1-4) отримані рівняння, що описують розподіл параметрів сушильного агенту і зерна за довжиною сушильного тракту:

для прямотечії:

(6)

(7)

(8)

; (9)

для протитечії:

(10)

(11)

(12) . (13)

У рівняннях (6-13) позначено:

де 0 – індекс, що відноситься до параметру на вході в шар;

k – індекс, що відноситься до параметру на виході з шару;

G0, Gс.а. – витрати зерна і сушильного агенту.

Графічна інтерпретація отриманих залежностей для постійної швидкості руху зерна в шахтній зерносушарці представлена на рис. 1.

Аналізом різних варіантів організації процесу сушіння зерна в зерносушарці встановлено визначальний вплив характеру розподілу температури матеріалу і сушильного агенту на швидкість зневоднення і енергетичні показники процесу.

У роботі показано, що шляхом зміни швидкості переміщення зерна за довжиною сушильного тракту можна управляти процесом формування повздовжнього поля температур і вологовмісту зерна і тим самим впливати на технологічну і енергетичну ефективність сушіння.

Для зменшення витрат енергії на процес сушіння доцільно підвищувати швидкість переміщення зерна в процесі циклічного сушіння за експоненційним

законом. При цьому продуктивність зерносушарки може бути збільшена на 6-14%, а випарна здатність – на 26-28%, що забезпечує зменшення витрат палива на 25-29%.

На рис. 2 наведені криві розподілу основних параметрів процесу сушіння за довжиною сушильного тракту при зміні швидкості переміщення зерна за законом: (для даного випадку ; h, м).

Для аналізу впливу режимів на енерговитрати і якісні показники процесу сушіння в колонкових зерносушарках використана вдосконалена математична модель сушіння зерна в нерухомому шарі відносно сушильного агенту:

, (14)

, (15)

, (16)

, (17)

де - проміжок часу.

Рішення системи рівнянь (14-17) методом сіток (в модифікації Ю. Єсакова) дозволило виявити розподіл поля температур і вологості за товщиною шару і визначити нерівномірність сушіння і нагрівання зерна залежно від режиму, а також вплив режиму і регламенту проведення процесу на технологічні і енергетичні показники зерносушарки.

Показано, що значну нерівномірність вологості зерна (рис. 3) в сушарках колонкового типу можна зменшити шляхом багатократної (раціональна кількість 4-5 циклів) циркуляції зерна з проміжним перемішуванням і відлежуванням (рис.4).

У таблиці 1 наведено результати теоретичного аналізу різних режимів і регламенту проведення сушіння зерна пшениці у колонковій сушарці. З аналізу наведених даних можна зробити висновок, що при удосконаленні технології сушіння зерна в колонкових сушарках можна зменшити питомі витрати енергії на идалення вологи та знизити нерівномірність сушіння зерна, виключити його перегрівання і пересушування.

Таблиця 1

Результати чисельного експерименту сушіння зерна за різними

технологічними схемами

Схема роботи сушарки | Експозиція сушіння, год. | Витрати енергії, кДж/кг. вол. | Нерівномірність вологості зерна в шарі, %

1 | 2 | 3 | 4

Прямотечійне сушіння | 0,79 | 5011 | 7,9

Ступінчасте із зміною параметрів:

за „висхідним” режимом;

за „низхідним” режимом |

0,79

0,74 |

5114

4647 |

7,8

8,5

Циклічне:

із зміною витрат сушильного агенту;

з проміжним перемішуванням |

0,75

0,72 |

4630

4515 |

4,2

1,4

Як показали результати математичного моделювання сушильних процесів в сушарках періодичної дії найбільш доцільним за енергетичними і якісними показниками є циклічне сушіння із зміною швидкості переміщення матеріалу, що еквівалентно зміні питомих витрат сушильного агенту або кількості теплоти пропорційно видаленій волозі.

У третьому розділі „Програма і методика експериментальних досліджень” викладена програма досліджень, описані лабораторні та експериментальні виробничі установки для сушіння зерна, прилади та методики вимірювання і визначення параметрів процесу сушіння і нагрівання зерна, методи обробки отриманих експериментальних даних. Програмою досліджень передбачалось визначити кінетичні закономірності сушіння і нагрівання зерна в шарі і оцінити вплив параметрів сушильного агенту (вологовмісту, температури і швидкості) та матеріалу (початкова вологість) в широких діапазонах зміни їх значень: 40t 1200C, 9 г/кг D 40 г/кг с.п. та D = 80 г/кг с. п., 0,18 Vc.a. 0,88 м/с, h = 0,05 - 0,3 м, 25 45%.

Експериментальні дослідження проводили виконуючи п’яти- і трьохфакторні експерименти. Виробничі дослідження процесу сушіння зерна проводили на діючому зразку бункер-сушарки продуктивністю 10 т/год.

У четвертому розділі „Результати експериментальних досліджень” наведено дані аналізу визначених закономірностей сушіння зерна в шарі.

Результати досліджень кінетики сушіння і нагрівання зерна узагальнені у вигляді залежностей безрозмірного вологовмісту (u-up)/u0 і середньооб’ємної температури зерна /0 від комплексів N/u0 та N/u0 (де N, N – максимальна швидкість сушіння та нагрівання зерна для даного режиму; - експозиція сушіння від u0 до uк ; u0 – початковий вологовміст). На рис. 5 і 6 наведені узагальнені криві сушіння і нагрівання зерна пшениці, отримані при різних режимах і технологічних схемах проведення процесу.

Обробка експериментальних даних дала можливість отримати узагальнені залежності, які апроксимовані рівняннями:

, (18)

де ao = 0,963; a1 = 1,107; a2 = 0,57; a3 = 0,104.

(19)

де ao = 0,143; a1 = 1,1998; a3 = 0,032.

Із узагальнених кривих сушіння і нагрівання отримано єдину залежність безрозмірної температури матеріалу /o від безрозмірного вологовмісту u/uo:

, (20)

де ao = 67,65; a1 = 380,78; a2 = 465,48; a3 = 203,34.

З рівняння (20) отримано залежність критерію Ребіндера:

. (21)

Залежність максимального значення швидкості сушіння від параметрів зерна та режимів проведення процесу апроксимована рівнянням регресії:

(22)

Залежність максимального значення швидкості нагрівання від параметрів зерна та режимів проведення процесу апроксимована рівнянням регресії:

. (23)

Результати експериментальних досліджень представлені рівняннями регресії, що характеризують зміну коефіцієнту сушіння Кс, експозиції сушіння зерна і питомих витрат енергії на видалення вологи gт в залежності від температури t, вологовмісту D і швидкості сушильного агенту Vс.а., початкової вологості зерна W0 і висоти шару зерна h.

Коефіцієнт сушіння шару зерна:

(24)

Експозиція сушіння шару зерна:

(25)

Питомі витрати енергії на видалення вологи:

(26)

Отримані рівняння (18-26) відображають показники досліджених процесів при зміні вихідних параметрів в таких межах:

60 t 120 0С; 0,18 Vс.а. 0,88 м/с; 9 D 40 г/кг.с.п.;

0,05 h 0,2 м; 25 W0 40%.

На рис. 7, 8, 9, 10 наведені поверхні відгуків величин експозиції та питомих витрат енергії, які визначають ефективність роботи сушарки, від температури і вологовмісту сушильного агенту та початкової вологості і швидкості сушильного агенту на вході в шар зерна, при його фіксованій висоті.

Аналіз отриманих результатів показує, що всі розглянуті фактори мають суттєвий вплив на процес сушіння, про що свідчать відповідні поверхні відгуків.

У п’ятому розділі “Виробничі випробування та впровадження засобів сушіння зерна” представлено опис дослідних зразків сушильного обладнання, умови виробничих випробувань та їх результати.

У результаті проведених випробувань дослідного зразка бункер-сушарки (рис.11) встановлено, що кількість випаруваної вологи при використанні циркуляційного режиму сушіння за раціональним регламентом збільшується на 7,1-8,6% відповідно до традиційного режиму циркуляційного сушіння.

Питомі витрати палива знижуються на 21% відносно прямотечійної сушарки СЗШ-16А за умови її роботи в періодичному режимі.

При застосуванні рециркуляції теплоносія (сушильного агенту і охолоджуючого повітря) загальні питомі енерговитрати зменшуються на 2 – 3% додатково.

Продуктивність бункер-сушарки з охолодженням зерна в бункері БВ-40 становила 13,1 пл. т/год., що на 3,1 т/год. перевищує проектні показники.

Розрахунковий економічний ефект від річного використання зерносушарки становить 29384 грн.

ВИСНОВКИ

1. Аналізом результатів наукових досліджень способів сушіння і конструкцій сушарок періодичної дії встановлено, що існуючі методи і технічні засоби характеризуються відносно низькою питомою продуктивністю та підвищеною енергоємністю і матеріалоємністю (питома матеріалоємність складає 1,3-1,8 т на 1т продуктивності, загальна енергоємність складає 6-11 МДж/кг видаленої вологи).

Найбільш перспективними напрямками підвищення паливно-енергетичної і технологічної ефективності згаданих сушарок є реалізація режиму підтримання крайової температури зерна протягом усього періоду сушіння шляхом зміни питомої кількості сушильного агенту у кожному циклі з періодичним відлежуванням зерна, утилізації теплоти сушильного агенту і охолоджуючого повітря.

2. Встановлено, що рециркуляція відпрацьованого сушильного агенту при сушінні зерна дозволяє знизити питомі витрати енергії на 18-26% в залежності від температурного режиму. При цьому, для високотемпературного режиму (120С) більш ефективною є пряма рециркуляція, а для низькотемпературного (75С) - з проміжним нагрівом.

3. Розроблені та вдосконалені математичні моделі і програмне забезпечення для їх реалізації, які дозволяють синтезувати раціональні режими сушіння зерна в сушарках з урахуванням раніше не врахованих факторів: періодичності зміни напрямку сушильного агенту за висотою сушильного тракту і зміни властивостей зерна. Адекватність математичних моделей реальному процесу (розбіжність 5-8%, 8-15%) перевірено у лабораторних і виробничих умовах в інтервалах зміни параметрів зерна (u=0,25-0,2 кг/кг c.р., 3=40-55С) та сушильного агенту (t=60-120С).

4. Встановлено, що використання сушильного агенту з підвищеним за рахунок рециркуляції вологовмістом (від 8 до 30 г/кг с.п.) при температурі 105-120С інтенсифікує нагрівання зерна і практично не зменшує інтенсивність процесу в цілому за цикл. При температурі сушильного агенту до 60С (насіннєвий режим) підвищення вологовмісту сушильного агенту вже до 20 г/кг с.п. спричиняє зменшення швидкості сушіння зерна в шарі.

5. Встановлено визначальний вплив характеру розподілу швидкості руху зерна за довжиною сушильного тракту на інтенсивність сушіння, нагрівання і, відповідно, на енерговитрати. Використання змінної за довжиною сушильного тракту (або часом) швидкості руху зерна дозволяє керувати розподілом температури зерна, підтримуючи її на крайовому рівні, що забезпечує підвищення питомої продуктивності зерносушарки і зниження витрат енергії за рахунок зменшення непродуктивних втрат теплоти. Теоретично обгрунтовані і експериментально перевірені режимні параметри і технологічний регламент проведення процесу сушіння; виявлено, що найбільш доцільно змінювати швидкості переміщення зерна за експоненційним законом, таким чином, щоб кінцева швидкість перевищувала початкову не менш, як у 3,2 рази, при початковій швидкості, яка забезпечує умови нагрівання зерна до крайової температури за період одного циклу.

6. Встановлено, що при 4-5 кратній циркуляції зерна найбільшу ефективність забезпечує збільшення швидкості руху зерна в 4,8-5,1 рази, при цьому продуктивність сушарки підвищується на 6-14%, випарна здатність – на 26-28%, а витрати палива зменшуються на 24,4-29,7%.

7. При сушінні зерна в колонкових сушарках в циркуляційному режимі найбільшу ефективність зниження питомих витрат теплоти (до 4515кДж/кг) та зниження нерівномірності вологості зерна до 1,4-2% забезпечує режим сушіння з 4-5 кратним перемішуванням зерна. При роботі колонкових зерносушарок у прямотечійному режимі раціональним є режим із одноразовим перемішуванням та ступінчастим зменшенням питомих витрат сушильного агенту в часі або за координатою пропорційно кількості видаленої вологи.

8. За результатами виробничих випробувань дослідного зразка бункер-сушарки встановлено, що при реалізації удосконаленої технології проведення процесу продуктивність установки збільшена до 13,1 пл.т/год., що на 3,1 т/год. перевищує проектні показники, а витрати палива зменшені до 7,6-7,8 кг рідкого палива/пл.т (тобто на 21%).

9. Результати досліджень використано при створенні нових зразків зерносушарок (бункер-сушарка) та при модернізації існуючого обладнання (переобладнання зерносушарок) на роботу з повторним використанням теплоносіїв. Фактичний економічний ефект від впровадження розробок в середньому у господарствах становить 21400 тис. грн. в рік.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ РОБОТИ

1. Лісецький В.О. Результати досліджень експериментальної бункер-сушарки // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К.: 2000. - №33. – С. 120-126.

2. Лісецький В.О., Котов Б.І. Підвищення енергетичної ефективності зерносушарок // Сільськогосподарські машини. - Луцьк.: ЛДТУ. – 2001р. – Вип. 9. – С. 104-109.

3. Котов Б.І., Лісецький В.О. Аналіз впливу режиму сушіння зерна на енергетичні характеристики зерносушарок // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Харків.: - 2001 р. – Вип. 8. – С. 166-170.

4. Дослідження ефективності сушіння зерна в бункері – сушарці /Б.І. Котов, А.М. Долженко, А.Ю. Коноваленко, В.О. Лісецький // Міжнародна науково-технічна конференція розвитку механізації, електрифікації, автоматизації та технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин. – Частина І. – Глеваха: ІМЕСГ, ІТС. – 1995. – С. 65.

5. Результати випробувань технологічного комплексу для післязбиральної обробки зерна /А.І. Білик, А.М. Долженко, А.Ю. Коноваленко, В.О. Лісецький // Міжнародна науково-технічна конференція розвитку механізації, електрифікації, автоматизації та технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин. – Частина ІІ. – Глеваха: ІМЕСГ, ІТС. – 1995. – С. 64.

6. Котов Б.І., Лісецький В.О. До питання зниження енергоємності процесів сушіння зерна // Міжнародна науково-технічна конференція “Перспективи розвитку механізації, електрифікації та технічного сервісу сільськогосподарського виробництва”. - Глеваха: ІМЕСГ, ІТС. – 1996. – С. 67.

7. Котов Б.І., Долженко А.М., Лісецький В.О. Основні напрямки розвитку техніки та технологій післязбиральної обробки зерна // Міжнародна науково-технічна конференція “Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві”. - Глеваха: ІМЕСГ. – 1997. – С. 78-79.

АНОТАЦІЯ

Лісецький В.О. Підвищення ефективності сушіння зерна в сушарках періодичної дії. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Українська академія аграрних наук, Національний науковий центр “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства”, Глеваха, 2003.

У дисертаційній роботі викладено результати теоретичних та експериментальних досліджень вдосконаленої технології конвективного сушіння зерна в зерносушарках періодичної дії.

На основі розроблених математичних моделей та програмного забезпечення, проведено аналіз режимів циркуляційного сушіння зерна при змінних параметрах процесу. Обгрунтовано раціональні режими проведення процесу сушіння.

За результатами експериментальних досліджень ідентифіковані моделі основних показників сушильного процесу з урахуванням властивостей матеріалу, обгрунтовані режими і конструктивні параметри, розроблено та виготовлено експериментальний зразок бункер-сушарки.

Ключові слова: зерно, циркуляційна зерносушарка, режими сушіння, прямо-протитечійний рух, сушильний агент, вологовміст.

АННОТАЦИЯ

Лисецкий В.А. Повышение эффективности сушки зерна в сушилках периодического действия. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 – машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. – Украинская академия аграрных наук, Национальный научный центр “Институт механизации и электрификации сельского хозяйства”, Глеваха, 2003.

В диссертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований усовершенствованной технологии конвективной сушки зерна в зерносушилках периодического действия.

На основе разработанных моделей и программного обеспечения, проведено анализ режимов циркуляционной сушки зерна при сменных параметрах процесса, а именно: скорость перемещения зерновой массы; прямо-противотоковое движение агента сушки; насыщение агента сушки. Обоснованы рациональные режимы проведения процесса.

По результатам экспериментальных исследований идентифицированы полученные математические модели основных показателей процесса сушки с учетом свойств материала.

На основе результатов обоснованы режимы и конструктивные параметры, разработан и изготовлен экспериментальный образец бункер-сушилки, производственная проверка которого, подтвердила целесообразность выбранного направления исследований. Разработаны и утверждены исходные условия для зерносушилки производительностью 10 т/ч и бункер-сушилку. Разработаны и изготовлены комплекты оборудования для утилизации тепловых выбросов зерносушилок типа ДСП и СЗБ. Реализация результатов исследований дала возможность увеличить производительность зерносушилки на 6-14%, испарительную способность – на 26-28%, что обеспечивает уменьшение затрат топлива на 24,4-29,7%.

Ключевые слова: зерно, циркуляционная зерносушилка, режимы сушки, прямо- противотоковое движение, сушильный агент, влагосодержание.

The summary

Lisetskij V.A. Increase of efficiency of drying of a grain in dryers of periodic action. - the Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. on a speciality 05.05.11 - machines and means of mechanization of an agricultural production. - the Ukrainian academy of agrarian sciences, the National centre of science " Institute of mechanization and electrification of an agriculture ", Glevacha, 2003.

There are results theoretical and experimental researches of the advanced technology convective dryings of a grain in graindriers periodic action are stated in dissertational work

The analysis of modes of circulating drying of a grain at replaceable parameters of process is spent on the basis of the developed models and the software, namely: speed of moving of grain mass; movement of the agent of drying is direct - counterflow; saturation of the agent of drying. Rational modes of realization of process are proved.

The modes and design data are proved, the experimental sample of a bunker - dryer, which industrial check is developed and made, has confirmed expediency of the chosen direction of researches on the basis of results. The initial conditions for graindries by productivity 10 tonn per huor and a bunker - dryer are developed and authorized. The complete sets of the equipment for recycling thermal emissions of graindries such as DCP and CZB are developed and made. Realization of results of researches has enabled to increase graindries productivity on 6-14 %, evaporative ability - by 26-28 % that provides reduction of expenses of fuel on 24,4-29,7 %.

Key words: the grain, circulating graindries, modes of drying, is direct-counterflow movement, the drying agent, moisture content.

Свідотство про державну реєстрацію – Сер. ДК №1162 від 18.12.2002 р.

Підписано до друку 26.04.2004. Формат 60х84 116.

Ум. Друк. Арк.. 0,9

Тираж 100 пр. Зам. №55.

ДОД Національного наукового центру “Інститут аграрної економіки”

03127, м. Київ-127, вул. Героїв оборони, 10.