автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Интенсификация процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ГУИИНСКИЙ Александр Геннадьевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА В ИАХТНОЙ 8ЕРН0СУИИЛКЕ

Специальность: 05.20.02 - Электрификация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 15 94

Работа выполнена аграрной университете.

в Санкт-Петербургском государственной

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент КОЛЕСОВ Л.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПАРАНТАЁВ Герман Вшторович,

кандидат технических наук, доцент СЕНИКОВ Алексей Михайлович.

Бедунее предприятие: НПО "Нечерноэеиагроиаш".

Задета состоится 18 февраля 1994 г. в 14 час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 120.37.07 Санкт-Петербургского государственного аграрного университета во адресу: 189620, Санкт-Петербург, Пушкин, Академический нр,, 23, ауд. 529.

С диссертацией ыохно ознакомиться в библиотеке Санвт--Нетербургокоге государственного аграрного университета.

Автореферат разослан /4 января 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор техн. наук

"'^Г*** Ф.Д.Еосоухов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В комплексе работ по послеуборочной обработке зерна наиболее энергоемкий технологическим про -цессом является сушка. В производстве основное применение нашли супшки шахтного типа, работавшие в составе зерноочи-1 стительно-сушилышх комплексов. Многочисленные исследования показывают, что в сушильных камерах шахтных зерносушилох не достигаются оптимальные по интенсивности сушки режимы. Это приводит к снижению производительности суши/~к в среднем на 30 ... 50 % от максимально возможной и перерасходу трудовых и энергетических затрат. В связи с этим интенсификация процесса сушки зерна в шахтных сушилках приобретает научное и практическое значение.

Работа выполнена на кафедре "Электрические машины и электропривод" Сайкт-Петербургского государственного аграрного университета (СПГАУЛ

Целью работы является повышение производительности и теплового КЩ процесса сушки Зерна в шахтной зерносушилке посредством оптимизации режимов работы.

Обьектом исследований являлись шахтные зерносушилки СЭИ-8 К СЗШ-16.

Научная новизна. Разработан способ интенсификации процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке (положительное решение на заявку * 492229^13/026320;.

Предложен способ автоматического управления температу-. рой теплоносителя по высоте сушильной камеры в зависимости от изменения влажности (термоустойчивости.) зерна в процесса супки (положительное решение на заявку Л Ч93682«/06^0<&828Х

Практическая значимость работы. Разработанный способ сушки зерна в шахтной сушилке позволяет повысить ее производительность на 12 ... 25 % при снижении энергозатрат на 5..» ...10 %. Предложена система автоматического регулирования температуры теплоносителя на высоте сушильной камеры* Разработана номограмма выбора параметров процесса сушки.

Реализация результатов исследований. Разработанные рекомендации по выбору параметров процесса сушки зерна в иахт-

вой зерносушилке передани в хозяйства Ленинградской области. Разработанные в процессе исследований алгоритмы и программы используются в учебной процессе. Реализация результатов исследований подтверждена соответствующими документами.

Аггробация та боты. Основные положения диссертации доло-вены и одобрены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (г. Санкт-Петербург, Пушкин, 1989 ... 1993 гг.)) Всесоюзной научно-тех-ничеокой конференции "Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве" (г. Минск, 1989 гВсесоюзной научно-технической конференции (г. Новосибирск, 1989 г.)} конференции молодых ученых и студентов ЛСХИ Лг. Санкт-Петербург, Пушкин, 1990 г.).

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертаций опубликованы в 6 печатных работах. Получено два положительных решения на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав; основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 48 рисунков и 6 таблиц. Список литературы содержит 128 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ существующих технологий сушки зерна. Рассмотрены особенности зернового материала как объекта сушки. Выполнен анализ факторов, влияющих на работу иахтной зерносушилки. Определены основные направления интенсификации процесса сушки зерна.

Вопросы теории и технологии сушки зерна достаточно полно изложены в работах А.В.Лыкова, С.Д.Пгицына, П.А.Ребиндера, А.С.Гинзбурга и других. Вытекающие из теоретических положений методы совершенствования процесса сушки зерна разрабатывались С.Д.Пгицнным, В.И.Кидко, В.А.Резчиковнм, М.Т.Илюшки-ныы, И.В.Захарченко, Г.А.Гудяевым и другими исследователями.

Установлено, что в реальных условиях функционирования производительность шахтной зерносушилки значительно ниже но-

минальной и может составлять 20 % от паспортной. Наибольшее влияние на производительность оказывает влажность зерна , поступающего на сушку. Снижение производительности зерносушилки приводит к увеличении затрат на сушку и к снижении эффективности функционирования зерноочистительно-сушкльного комплкса в целом, а в ряде случаев, когда на обработку по -ступает зерно высокой влажности 30 %, возможно нарушение поточной технологии, что в свою очередь приводит к увеличении затрат труда и среДотв на послеуборочную обработку зерна в 1,5 ... 2 раза.

При поступлении на вход сушилки зерна с повышенной влажностью для достижения кондиционной его пропускают через сушилку неоднократно. Это, кроме увеличения энергозатрат на сушку, приводит к повышенному травмированию зерна, которое отражается на посевных (для семенного зерна), хлебопекарных (для продовольственного зерна) и кормовых (для фуражного зерна) качествах высушенного материала.

Кроме вышеперечисленного, шахтная зерносушилка имеет невысокие энергетические показатели из-за потерь тепла, выносимых в окружающую среду отработавшим теплоносителем я выходящим из сушильной шахты зерном.

На основании анализа литературных источников к перспективным направлениям интенсификации процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках были отнесены:

1) применение предварительного подогрева зерна, поступающего в сушильную камеру;

2) применение режимов сушки, обеспечивающих нагрев зерна до предельно допустимого уровня в течение всего процесса?

3) применение электротехнологий в сочетании о традиционными способами сушки;

4) применение мероприятий для повторного использования отработавшего теплоносителя;

5) использование теплоты зерна, выходящего из сушильной камеры;

6) использование частичной рециркуляции зерна, прошедшего через сушильную камеру (рециркуляционная сушка);

7) автоматизация процесса сушки.

В задач» исследований входило:

1. Обоснование способа интенсификации технологического процеоса оушки зерна в шахтной зерносушилке на основе комплексного подхода,

2. Обоснование управляющих параметров, характеризующих процесс сушки в шахтных зерносушилках с учетом,свойств зерна как биологического объекта.

3. Разработка системы автоматического управления, интенсифицирующей процесс сушки.

Во второй главе произведен выбор критерия эффективности функционирования шахтной зерносушилки, в качестве которого используется производительность & , так как она удовлетворяет условиям повышения интенсивности оушки, снижении удельных затрат энергии и не противоречит условиям оптимизации режимов зерноочиотительно-суиильного комплекса в цедры.

Для сохранения качественных показателей высушенного зерна в процессе сушки необходимо и достаточно обеспечить влагосъеы д1У и температуру нагрева зерна<^ не превышаю -щих допустимые нормы.

Сформулированы условия интенсификации по выбранному критерию, обеспечивающие достижение максимальной производительности зерносушилки при.сохранении качественных показа-

телей сушимого зерна:

£ & та*.

В соответствии с принятыми направлениями интенсификации процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках были рассмотрены различные технологические схемы сушки о применением способов и средств, повышающих технико-экономические показатели процесса. Анализ их доказал, что интенсификацию процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке следует проводить комплексно, по нескольким направлениям. В существующих технологических схемах такой подход отсутствует либо носит ограниченный характер.

Ва основании теоретических и экспериментальных исследований, проведенных на вахтной зерносушилке СЗШ-8 СПГАУ

Ч

обоснована необходимость комплексного применения четырех направлений интенсификации шахтной зерносушилки. К этим направлениям отнесены:

1) применение режимов с дифференцированным подводой теплоносителя по высоте сушильной камеры в зависимости от изменения термоустойчивости зерна в процессе сушки;

2) применение предварительного нагрева зерна, поступающего на сушку;

3) повторное использование отработавшего теплоносителя;

4) автоматизация процесса сушки зерна.

На основании экспериментальных исследований было установлено, что при семенных режимах сучки, рис. I, характеризующихся низкими значениями допустимой температуры теплоносителя 0Тд , зерно на протяжении всего процесса сушки не нагревается до допустимой температуры и интенсивность сушки оказывается ниже возможной. Повысить интенсивность сушки можно, поскольку термоустойчивость зерна В^д , а следовательно, и допустимая температура теплоносителя Вт.д по мере сушки возрастают. Допустимую температуру нагрева зерна определяют по эмпирической зависимости С.Д.Птицына:

Л » -- ♦20-10&Г. (2)

¿1 37 + 0,63 И/ '

где ^¿.д - предельно допустимая температура нагрева зерна, °С; ^ - влажность зерна, %\ Т - время пребывания зерна в сушильной камере (экспозиция сушки), мин.,

Поддержание температура теплоносителя по высоте сушильной камеры на уровне допустимых значений 8Г * , рис. I (сплошная линия), обеспечивает повышение температуры зерна 9] и влагосъема а IV' по сравнению с традиционным режимом сушки (пунктирные линии).

На рис. 2 изображены зависимости изменения теипературы и влажности зерна по высоте сушильной камеры, характерные для продовольственного и фуражного режимов сушки. Такие режимы характеризуются высоким значением допустимой темпера-, туры теплоносителя €г . Однако температура нагрева зерна

на выходе сушильной камеры достигает допустимого значения ^ при температуре теплоносителя В? ниже допустимо-

го значения . В этом случае процесс' сушки можно также интенсифицировать, Для этого в начале сушки следует температуру теплоносителя #г устанавливать равной допустимой Температура зерна достигает своего допустимого значения

в точке А, соответствующей высоте сушильной камеры Н^. Далее температуру теплоносителя 9Т следует уменьшить таким образом, чтобы избежать перегрева зерна. Приближение кривой нагрева зерна к допустимому значению В^ позволяет получить дополнительный влагосъем аИ^л.

Из рассмотренных зависимостей рис, I, 2 следует, что интенсификация процесса сушки зерна возможна при дифференцированном подводе теплоносителя по выооте сушильной камеры путем разделения ее на зоны о управлением температурой теплоносителя в каждой из них в зависимости от влажности (термоустойчивооти) зерна. Наилучшее приближение к опти -ыальным режимам достигается при максимальном количестве зон сушки, равном количеству рядов подводящих коробов. Однако большое количество зон сушки ведет'к чрезмерному усложнению конструкции сушильной камеры.

Определение рационального количества зон сушки к их физических границ в сушильной камере осуществлено при различных режимах функционирования шахтной зерносушилки о различными входными параметрами зерна! Зависимости изменения -температуры йагрева $ и влажности V/ зерна для различных режимов сушки, рис. 3, характеризуются тремя периодами. В верхней части сушильной камеры (0,25 ... 0,35 высоты) происходит нагрев зерна. В этой части сушильной камеры коли -чество теплоты, подводимое теплоносителем к зерну» раохо -дуется преимущественно на его нагрев. На испарение влаги расходуется незначительная часть теплоты. Поэтому в верх -ней зоне сушильной камеры наблюдается интенсивный рост температуры нагрева зерна. Незначительный влагосъем свидетельствует о непроизводительном использовании этой части сушильной камеры. Повысить интенсивность нагрева зерна в пер -вой зоне не представляется возможным из-за ограничений, накладываемых на температуру теплоносителя пограничным" слоем зерна, расположенным непосредственно под подводящими коробами. Поэтому рационально нагрев зерна производить 6

перед подачей его в суаильнуо камеру, а перзуо зону сушильной камеры использовать для сушки.

Второй период (0,4 ... 0,45 высоты сушильной кзмеры) характерен интенсивным снижением влажности зерна ^ . Большая час^ь теплоты, подведенной к зерну, затрачивается на испарение влаги. Коничество теплоты, идущее на нагрев зерна, снижается. Поэтому в средней части сушильной камера наблюдается заметное снижение скорости возрастания температуры зерна . Сушка в данной зоне протекает при нагреве зерна значительно меньше допустимого, что указывает на необходимость проведения процесса в соответствувщей зоне сушильной камеры при предельно допустимых температурах теплоносителя.

Третий период (0,35 ... 0,25 нижней части сушильной камеры) характеризуется уменьшением скорости сушки и быстрым повышением температуры зерна. Максимального значения температура зерна достигает на уровни последнего ряда подводящих теплоноситель коробов.

Характерно то, что точки перегиба Зависимостей температуры и влажности зерна для различных режимов сушки незначительно смещаются по высоте сушильной камеры, что позволяет достаточно точно определить границы зон сушки.

Средняя температура отработавшего Теплоносителя, выбрасываемого в атмосферу, превышает температуру наружного воздуха на 30 ... 40 °С и более, при влажности 40 ... 80 %. Температура отработавшего теплоносителя по высоте отводящего диффузора возрастает и достигает наибольшего значения в нижней его части, в то время как влажность уменьшается и имеет наименьшее значение.

В связи с вышеизложенным предложен способ интенсификации процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке, рис. 4. Подводящий диффузор I посредством перегородок 2 разделен на зоны сушки, в которые подводится теплоноситель с различной температурой в зависимости от изменения влажности (тер-моустойчивбети.) зерна в процессе сушки. Наивысшая температура теплоносителя вг,т% формируется в теплогенераторе 3 и доводится до требуемой в каждой зоне в устройстве 4 путем смешивания с наружным воздухом в определенных пропорциях.

Отработавший теплоноситель разделяют на два потока посредством перегородки 5 в отводящей диффузоре. Первый поток, отбираемый из верхней части отводящего диффузора 6, используется на предварительный нагрев зерна в камере предвари -тельного нагрева 7 перед поступлением в сушильную камеру 8, Второй поток отработавшего теплоносителя отбирается из нижней части отводящего диффузора б и возвращается в теплогенератор 3. Т?кое разделение целесообразно потому, что в нижней зоне отработавший теплоноситель имеет еще достаточно высокий сушащий потенциал! температура его в среднем на 25 ... 30 % ниже значения температуры теплоносителя на входе подводящих коробов, а влагосодержание выше лишь на 15... ... 35 %* Установлено, что размер зоны отбора отработавшего теплоносителя, который рационально направить в теплогенератор, составляет 30 % от высоты сушильной камеры. При условии равномерного движения теплоносителя по высоте сушильной камеры объем теплоносителя, отбираемого на рециркуля -цив, также составит 30 %.

Разработанный способ позволяет повысить производительность и тепловой КПД «¡ахтной зерносушилки и включает основные направления интенсификации процесса сушки зерна, принятые к реализации. На данный способ получено положительное решение на изобретение Л 4922299/13/026320.

В третьей главе рассмотрены вопросы математического моделирования процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке с целью обоснования предложенного способа интенсификации и определения параметров процесса сушки, характеризующих повышение производительности при снижении энергетических затрат.

Анализ факторов, влияющих на протекание технологического процесса сушки зерна и обзор существующих моделей позволил представить его в виде модели, рис. 5. Система уравнений, описывающих процессесушки зерна в шахтной зерносу -шилке, выглядит следующим образом:

в

Для идентификации математической модели(Э) были определены модельные коэффициенты К^ и о16 при различных технологических режимах работы шахтной зерносутяки. В качестве эталонных значений параметров технологического процесса были приняты экспериментальные данные, полученные на шахтной зерносушилке СЗШ-8. Значения модельных коэффициентов для I -й элементарной зоны определялись по следующим зависимостям:

К ЩЧ-1- Щ) (о

^~ ¿хги/^+и^-г+б--;

л .___

*Щ -9НУ 11,715(№¿-1 .

Адекватность математической модели (.3) была доказана в статическом и динамическом режимах функционирования зерносушилки путем сравнения экспериментальных зависимостей с зависимостями, полученными при моделировании на ЭВМ. Моделирование процесса сушки по уравнениям (3) подтвердило возможность повышения производительности зерносушилки в соответствии с принятыми направлениями. При различных входных параметрах зерна ъв^ получены значения управляющих (режимных) параметров процесса сушки, позволяющих увеличить скорость движения зерна Ц и, следовательно, повысить производительность сушилки О .На рис. б представлены зависимости скорости движения зерна Щ от влажности зерна на входе в сушилку ^ . Сравнительный анализ зависимости 2£ реально функционирующей зерносушилки (зависи-

мость I) и полученной на математической модели О) при интенсификации процесс: (зависимость 2) показывает эффективность предложенного способа сушки.

Применение разработанного способа интенсификации процесса сушки на практике осуществлено при реконструкции вахгной зерносушилки. Определены оптимальные значения уп -равляющих величин (зависимость 3), позволяющих повысить производительность сушки путем применения режимов, когда максимальная.температура нагрева зерна достигает допустимого значения без конструктивных изменений сушильной камеры.

В четвертой главе рассмотрены вопросы автоматического управления процессом сушки и контроля технологических параметров в-шахтной зерносушилке. Предложен способ автоматического управления процессом сушки в шахтной зерносушилке, который реализован в виде многосвязной системы регулирования с прямыми и перекрестными связями, рис. 5, позволяющей проводить режим сушки на предельно допустимом температур -ном уровне в зависимости от изменения влажности (термоус -тойчивости) зерна, обеспечивая максимальную производительность при сохранении качественных показателей зерна. Значения передаточных функций сушильной камеры представлены в табл. I,.а значения параметров - в табл. 2.

Блок-схема системы регулирования для одной зоны сушки представлена на рис* 7. Подводящий диффузор I сушилки по -средством перегородок 2 разделен по высоте на секции, которыми сушильная камера делится на зоны суаки. Секция диффузора соединена впускным окном ВО с внешней средой и снабжена регулирующим органом РО - заслонкой. Изменением положения регулирующего органа можно менять соотношение горячего, (от теплогенератора ТГ) и холодного (из атмосферы через впускное окно ВО) воздуха, поступавшего в секции диффузора, а следовательно, количество теплоты, подаваемой в зону душки. По сигналу датчика влажности И^ , установленного на входе г - зоны сушки, в блоке вычисления температуры БЗТ1 вычисляются значения предельно допустимой температуры теплоносителя вг.^ для С - зоны сушки и предельно допустимой температуры нагрева зерна для С - I зоны сушки. Сигнал является задающим для контура регулирования температуры теплоносителя в зоне сушки - о и отрабатывается регулирующим органом РО при непосредственном

Таблица I

Передаточные функции сушильной камеры

» пп Наименование канала передачи Ряд коробов по высоте сушильной камеры

2 ... 4 ряд . коробов б ... 15 ряд коробов

1 2 3 4 5 6 7 По каналу управляющих воздействий Вт ~ в^ По каналу управляющих воздействий ц) - № По перекрестному каналу управляющих воздействий По перекрестному каналу управляющих воздействия и>-В} По каналу возмущающих воздействий По каналу возмущающих воздействий По каналу возмущающих воздействий - ^ ые'ГсР Ъг^ е Халое-Ъ"

7£р+тгр>1 Тл*р*+Т,р+1 хатне-ы

Кшвз К<~вЛТ"рг> Тр*1)

Г/р'+Т/рЦМ у

Таблица 2

Пределы изменения параметров передаточных функций сушильной камеры

Постоянные Пределы изменения по каналам передачи

времени и)-IV

Тр мин 14,38... 32, 32 10,06... 19,53 15,19... 31,93 -25,83... -14,24 .

Т£» мин б, б б... 15,36 б,76... 15,56 7,69... 14,39

,Т3. мин т', мин т", мин , ЫЙН 11,3... 12. Г ?;? - 6,7 ... 16.7 -7,98... -4,61 -2,19... 68,21 69,14... 46,12

измерении фактической температуры теплоносителя, подаваемого в зону сушки Ь , датчиком температуры Ду^ . При отсут -ствии перегрева зерна на выходе из зоны сушки I (а^ = О) контур регулирования температуры теплоносителя поддерживает заданное значение температуры Уг.дь . Предельно допустимое значение температуры нагрева зерна на выходе зоны су-

шки С вычисляется в блокбЛ#^' + / по сигналу датчика влажности ¡ размещенного на входе зоны сушки I (выход зоны сушки -I ). Текущее значение температуры нагрева зерна измеряется несколькими датчиками температуры

» размещенными в одном горизонтальном сечении сушильной камеры на выходе зоны сушки - I .

Подклвчение преобразователей температуры к элемеету сравнения ЭС3<:осуществляется через блок выделения максимального сигнала БМС^ »Это позволяет обеспечить подключение к элементу сравнения тахого преобразователя температуры, сигнал которого имеет максимальное значение, что позволяет своевременно обнаружить имеющийся перегрев зерна. В случае обнаружения перегрева зерна на вход элемента сравнения поступает сигнал коррекции л 9п температуры теплоносителя. В этом элементе сравнения сигнал коррекции вычитается

из сигнал&Вг.д1 , задающего предельно допустимое значение температуры теплоносителя, и таким образом на вход элемента сравнениях^ подается новое (уменьшенное) заданное значение температуры теплоносителя. Контур регулирования температуры теплоносителя отрабатывает поступившее изменение задания и снижает температуру теплоносителя, поступающего в зону сушки - Ь . В результате этого температура зерна снижается до допустимого значения^.^-.

В элементе сравнения ЭСас , путем вычитания из значения влажности зерна на входе в зону сушки -С К»,: значения влажности на выходе , формируется сигнал влагосьема дЩ в зоне сушки -С , который поступает в контур контроля за влагосьемом в процессе сушки.

Таким образом, система регулирования, рис. 7, обеспечивает поддержание предельно допустимой температуры при отсутствии перегрева зерна в зоне сушки - С .

В случае обнаружения перегрева она обеспечивает снижение температуры теплоносителя и поддержания температуры зерна на уровне предельно допустимого значения .дс .

В варианте разделения сушильной камеры на зоны сушки общая система регулирования процесса сушки содержит несколько идентичных подсистем регулирования, рис. 7. Каждая подсистема поддерживает максимальные по интенсивности режимы в своей зоне, а система позонного регулирования, включающая ряд подсистем, число которых равно числу зон, обеспечивает проведение процесса сушки в сушильной камере с максималь -ной интенсивностью.

На вышеописанный способ регулирования и устройство для его реализации получено положительное решение по заявке М 493682VW0tI828.

При создании системы автоматического регулирования процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке особая роль отводится измерениям температуры и влажности зерна внутри сушильной камеры. Для этих целей в СПГАУ разработано устройство для измерения влажности зерна. На основании экспери -ментальных исследований температурного поля в сушильной камере найдена физически существующая область,, где зерно не обдувается теплоносителем. Она расположена в непосредственной близости (5 мм) от вершины отводящих теплоноситель коробов. Помещенный в эту зону первичный преобразователь температуры фиксирует нагрев зерна практически без влияния теплоносителя.

В пятой главе произведено технико-экономическое обоснование применения способов и средств интенсификации, про -цесса сушки зерна в шахтной зерносушилке. Экономическая эффективность от внедрения предложенных мероприятий составляет 800 руб. на одну сушилку СЗШ-16 в год (в ценах 1990 г.)

выводи И РЕКОМЕНДАЦИЙ

I. Для повышения производительности и теплового КПД шахтной зерносушилки (в процессе их функционирования) необходимо интенсифицировать процесс сушки. Интенсификация возможна, во-первых, за счет ведения процесса сушки с пре-

13

Дельно допустимыми параметрами, характеризующими этот процесс, то есть с учетом изменения влажности (термоустойчивости) зерна по высоте сушильной камеры; Во вторых, за счет повторного использования тепла, содержащегося в отработавшем теплоносителе, и в третьих, за счет применения средств автоматического управления, обеспечивающих проведение процесса сушки в режимах, близких к оптимальным.

2. Для обеспечения максимальной производительности зерносушилки необходимо управлять температурой нагрева зерна

в рушильной камереизменением температуры теплоносителя, а влагосьем зерна - изменением экспозиции сушки, так как эти факторы оказывают наибольшее влияние на температуру и влажность зерна в ней.

Период прогрева зерна, занимающий 0,25 ... 0,35 части высоты сушильной камеры, целесообразно вынести за ее пределы, что осуществимо при создании устройства предварительного нагрева. В качестве источника тегиоты для предварительного нагрева зерна перед поступхением в сушильную камеру целесообразно использовать часть (~70 %) отработавшего теплоноси -теля, забираемого из верхней части (0,7 высоты) отводящего диффузора.

3. Применение комшекса мероприятий по интенсификации процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке позволяет повысить ее производительность на 12 ... 25 % при снижении за -трат на 5 ... 10 %. Меньшему повышению производительности соответствуют режимы с небольшой входной влажностью зерна порядка 18 ... 20 и наоборот, большему повышению производительности соответствуют режимы с большой - 28 ... 30?.- входной влажностью зерна, что особенно важно для Северо-Западной зоны.

4. Сушильная камера сглажийает колебания начальной влажности зёрна. Колебания в пределах - 3 % не вызывают отклонений влажности зерна на ее выходе за пределы агротехнических требований -1,5/5. При больших колебаниях начальной влажности зерна требуется применение автоматического регу -лирования и контроля конечной влажности зерна.

5. В горизонтальных сечениях сушильной камери нагрев

и сушка зерна происходит неравномерно и увеличивается к выходу (по температуре: 1,5 ... 3 °С; по влажности : 0,9 ... ... 2,2 %). Закономерности в изменении температуры нагрева зерна в горизонтальных сечениях сушильной шахты не установлено, поэтому система контроля температуры нагрева зерна должна обеспечивать непрерывный поиск наиболее нагретых зон.

6. Рациональный алгоритм управления процессом сушки зерна в шахтной сушилке реализуется применением многосвязной системы регулирования, позволяющей поддерживать предельно допустимые значения температуры нагрева зерна и теплоносителя в различных зонах сушки по высоте сушильной камеры.

7. Годовой экономический эффект при интенсификации процесса сушки в сушилке СЗШ-16 составляет 800 руб. (на одну сушилку в ценах 1990 г.) при сезонной загрузке 300 часов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Колесов Л.В., Андрианов Н.Ы., Гущинский А.Г. Интенсификация процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках. Тезисы докладов ВНТК "Автоматизация производственных процес -сов в сельском хозяйстве". Минск, 1989. - С. 81 ... 82.

2. Колесов Л.В., Гущинский А.Г., Нанасян С.К., Зубита-ивили А.К. Частотные характеристики сушильной камеры шахт -ной зерносушилки как объекта .управления процессом взаимосвязанного тепломассопереноса. //Со. научн. трудов ЛСХИ. Методы и средства интенсификации мобильных и стационарных технологических процессов в растениеводстве.-1989. - С. 45...53.

3. Гущинский А.Г., Колесов Л.В., Андрианов Н.М. Автоматизация процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках. Тезисы докладов В НТК, Новосибирск. 1989. - С'. 64 ... 65.

4. Гущинский А.Г. Автоматизация процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках с применением микропроцессорной техники. // Сб. научн. тудов ЛСХИ. Методы и средства интенсификации технологических процессов на базе микроэлектроники. - 1990. - С. 20 ... 27.

5. Гущинский А.Г. Автоматизация сушки зерна в пахтных зерносушилках. Тезисы докладов к конференции молодых ученых и студентов ЛСХИ. Л. 1990. - С. 136 ... 137.

6. Колесов Л.В., Гущинский А.Г. и др. Новые информационные технологии и автоматизированные агропромышленные комплексы. // НОТ Тбилиси. 1990. - С. 65 .. 66.

7. Колесов Л.В., Гущинский А.Г. и др. Способ сушки зерна в сушильных установках шахтного типа. - Положительное . решение на заявку № 4922296/13/026320.

8. Колесов Л.В., Гущинский А.Г. и др. Способ автоматического регулирования процесса сушки зерна в иахтной зерносушилке и устройство для его осуществления. - Положительное решение на заявку Я 493682VW041828.

Рис. I. Зависимости изменения температуш и влажности зерна по высоте сушильной камеры при семенном режиме сушки.

/ |

X. / г N 1 -¿л' 1

_// V.

/ '1 Ш

1 / /--^«'у1* 1 1 1

н, н х Рис. 2, Зависимости изменения температуры и влажности зерна по высоте сушильной камеры при продовольственном и фуражном режимах сушки.

ом 0,36 /44 1.91 ¿АО ДО 3.60 Х.м

Рис. 3. Изменение температуры и влажности зерна по вы -соте сушильной камеры:

1 °С. и/ «22 мин"1;

2 -Щ £¿>=16 мин"1;

3 -И6-22/£.#*1250С» «;*16 мин"1.

Рис. '». Технологическая схема интенси^и -кяции шахтной зерно -сушилки.

Рис. 5. Параметрическая иодель процесса сушки зерна в шахтной зерносушилке .

Рис. б. Диаграмма выбора параметров процесса сушки в шахтной зерносушилке.

Рис. 7. Блок-схема системы управления процессом сушки в ¿~й зоне сушильной камеры.

Подписано к печати УС ¿У 1994 г.

Формат 60x90 V16 П.лЛ. ваиа» Тира« 100. Бесплатно__

Типогра}яя Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, г. Пушкин, Ксисоиольская ул., 14.