автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Интенсификация процессов сушки и охлаждения семян хлопчатника и других масличных культур

I '

1 о № 1337

На правах рукописи

АЛЫ1ЕИС0В ЕСЕНБАЙ АШИМАЛИЕВИЧ

УДК 66.047.57

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА И ДРУГИХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1997

Рабата выполнена в Санкт-Петербургской государственной академии холода и пицевых технологий и Камбылском технологическом институте легкой и пищевой промышленности.

Официальные'оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Тишин В.Б.

Доктор технических наук, профессор Антилов СЛ.

Доктор технических наук, профессор Красильников В.Н.

Ведущее предприятие - АО "Ак алтын" (Казахстан)

Защита состоится "27" /и&рта 1997 г.

в Щ— часов на заседании диссертационного совета N 2 (щифр Д 063.02.02) при Санкт-Петербургской государственной академии холода и пицевых технологий.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью, просьба направить по адресу: 191002, С-Петербург, ул. Ломоносова, 9, СГОГАХиПТ.

Автореферат разослан "1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета -кандидат технических наук

профессор/ Ю.Г.Стегаличев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящий момент происходят процессы реформирования народно - хозяйственного комплекса России и стран СНГ, перехода к рыночной экономике. В этот период одной из актуальных задач остается бесперебойное и равномерное снабжение .населения продуктами питания. Перед агропромышленными комплексами, фермерскими 'хозяйствами этих стран стоит сложная задача: удовлетворение возрастающего спроса населения на высокгасачественную сельскохозяйственную продукцию, сведение к минимуму потерь собранного урожая.

При решении этой задачи, важным фактором является не только увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, но и их высокоэффективная обработка, необходимая для создания условий их сохранности при длительном хранении.

Одним из видов тепловой обработки является сушка - важнейший и энергоемкий процесс в консервировании пищевых продуктов. При этом в России, Казахстане и других странах СНГ на предприятиях масложировой промышленности, перерабатывающих семена масличных культур, а также на хлопкоочистительных предприятиях наиболее широко распространены барабанные сушильные агрегаты. Эти агрегаты просты в обслуживании, надежны в работе и сравнительно дешевы. Но по производительности и другим технико-экономическим показателям значительно уступают лучшим зарубежным образцам. К тому же, в последнее время увеличен удельный вес хлопка-сырца машинной уборки, что ведет к возрастанию засоренности и влажности семян хлопчатника и к резкому росту их порчи при последующем хранении.

Кроме того,следует учесть, что после сушки продукт обычно имеет достаточно высокую температуру, недопустимую при закладке на хранение. Необходимо предусмотреть охлаждения продукта до температуры, близкой к температуре окружающей среды, так как закладка на хранение неохлажденного материала чревата опасностью самонагревания и может привести к ухудшению качества семян, а иногда и самовозгоранию.

Необходимо отметить, что в процессе охлаждения семян атмосферным воздухом происходит их досушка за счет аккумулированного при сушке теплоты. Как показали экспериментальные работы, в ох-

- А -

ладителе происходит досушка семян на 1-1,51 без дополнительной затраты энергии. Следовательно, можно рекомендовать сушку с последующим охлаждением, комбинируя барабанный сушильный агрегат с охладителем с повышенным влагосодержанием семян на выходе из барабанного сушильного агрегата .

Дель и задачи исследования. Настоящая работа посвящена интенсификации процессов сушки семян хлопчатника и других масличных культур в барабанном сушильном агрегате с целью повышения его производительности и последующего их охлаждения в комбинированном агрегате на основе проведения комплексного теоретического и экспериментального исследования, разработке методик расчета рациональных геометрических и режимных параметров этих процессов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:

- на основе внутреннего и внешнего тепло - и массообиена с использование! макрокинетического метода и теории подобия должно быть получено кинетические уравнения процессов сушки и охлаждения семян масличных культур в комбинированном агрегате;

- проведения экспериментальных работ и анализа полученных юшетичесгсих закономерностей для определения влияний отдельных технологических, конструктивных параметров процессов сушки и охлаждения семян хлопчатника;

- проведения гидродинамических исследований для определения условий устойчивой работы и потерь напора теплоносителя в комбинированном агрегате;

- разработки методик инженерного расчета указанного агрегата для достижения высокоэффективной первичной обработки семян.

Научная новизна работы. На основе рассмотрения внешней и внутренней задач тепло- и массообмена и экспериментального исследования впервые получены кинетические уравнения процессов суш-га и охлаждения семян хлопчатника в комбинированном агрегате. Получены зависимости коэффициентов заполнения агрегатов от режимных параметров процессов.

На основе полученных уравнений в виде разностных схем и условия их устойчивости составлены программы расчета, позволившие рассчитать среднеобьемную температуру отдельной семянки при ее сушке до конечного влагосодердания.

Получены эмпирические уравнения, описывавшие функцию расп-

редедения семян по времени пребывания в двух ступенях комбинированного агрегата.

Из среднеобъемной температуры отдельной семянки и функции распределения семян по времени пребывания впервые определена среднеобъемная температура семян на выходе из агрегата.

Получены расчетные и эмпирические соотношения, позволяющие определить необходимые условия для устойчивого редима псевдосяи-жения и разномерной транспортировки семян во второй ступени комбинированного агрегата.

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследовании разработаны методики инженерного расчета барабанного и комбинированного агрегатов, определены рациональные технологические и конструктивные параметры процессов сушки и охлаждения семян хлопчатника.

Предложены методы модернизации барабанного сушильного агрегата и охладителя при сушке и охлаждении легких дисперсных пищевых продуктов.

Практическая ценность работы.

1. В 1984 году была проведена реконструкция действующего барабанного агрегата по сушке семян подсолнечника на Бендерском масло-экстракционном заводе (Молдавия). Промышленное испытание показало, что реконструкция одного барабанного агрегата дала го-дозои экономический эффект 41 841 руб ( сорок одна тысяча восемьсот сорок один руб) (в ценах до 1991 года).

2. В 1985 году была проведена аналогичная работа на Полтавском маслоэкстракционном заводе (Украина). Фактический годовой экономический эффект составил 58 204 руб (пятьдесят восемь тысяч двести четыре руб) (в ценах до 1991 года).

3. Полученные результаты для _ семян хлопчатника' оказались применимы и для хлопка-сырца, так как основную массу хлопка-сырца составляют семена хлопчатника.

Проведена модернизация барабанного сушильного агрегата типа 2СБ-ЮМ з хлопкопункте Кировского хлопкоочистительного завода (Казахстан). Результаты опытно-промышленного испытания данного агрегата по сушке хлопка-сырца, проведенного совместно сотрудниками Яамбылского технологического института и хлопкоочистительного завода позволили рассчитать годовой экономический зффект, который составил 84 575 руб (восемьдесят четыре тысячи пятьсот

- в -

семьдесят пять руб) (в ценах до 1991 года).

4. Проведена модернизация барабанного сушильного агрегата на Туркестанском хлопкоочистительном заводе (Казахстан). Годовой экономический эффект от модернизации одной сушилки типа СВС-1,76 Туркестанского хлопкоочистительного завода составил 107 тыс. руб (сто семь тысяч руб) (в ценах до 1991 года).

5. Результаты научных исследований оказались также применимы для влажностно-тепловой обработки семян (ВТОС) сахарной свеклы и кукурузы в барабанном сушильном агрегате. Предложенные рекомендации по ВТОС были использованы в хозяйствах Жамбылской области (Казахстан). Всхожесть семян составила свыше 90% (вместо паспортной 757. ), сахаристость корнеплодов возросла на 1,25 -1,8% , поднялась урожайность.

Прирост урожая кукурузы сорта "Одесская" составил 8-10 ц/га.

Общий экономический эффект от ВТОС составил около 800 тыс. руб (восгчьсот тыс. руб) в год (в ценах до 1991 года).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались автором на: второй Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, • - Воронеж, 1985г.;1V Международной конференции "Автоматизация процессов пищевых производств", - НРБ, Пловдив, июнь, 1984г; Всесоюзной конференции "Современные машины и аппараты химических производств." - Шым-кент, 1988г.; областной научно - практической конференции " Роль научно-технической общественности в ускорении научно-технического прогресса" - Жамбыл', 1988г.

Публикации. По теме диссертационной работы имеются 30 публикаций, в том числе три авторских свидетельства на изобретения, два свидетельства Роспатента на полезную модель.

Структура м объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основная часть изложена на 285 страницах машиноопис-ного текста, содержит 86 рисунков, 66 таблиц.

ВНУТРЕННИЙ И ВНЕШНИЙ ТЕПЛО- И МАССООБМЕН

Процессы сушки и охлаждения семян масличных культур являются нестационарными тепло-и массообменными процессами, когда в результате взаимодействия семян с потоком газа происходит непре-

рывное изменение температуры материала и его влагосодержания. Сушка и охлаждение 'являются не только тепло - и массообменными, но и технологическими процессами. На характер протекания процессов сушки и охлаждения большое влияние оказывают их организация по определенной технологической схеме, конструктивные и технологические параметры агрегата, особенности обрабатываемого продукта.

Такой подход возможен на основе макрокинетического метода, суть которого заключается в том, что уравнения нестационарного тепло -и массопереноса, описывающие процессы сушки, подвергаются экспериментальному интегрированию с использованием методов теории подобия и получением расчетного кинетического уравнения в критериальной форме.

В общем случае в процессе сушки единичного объекта за периодом постоянной скорости сушки (внешняя задача) наступает период падающей скорости сушки (внутренняя задача).

Совместное рассмотрение внешней и внутренней задач определяет кинетику процесса сушки.

Внешний тепло- и массообмен происходит в результате обтекания теплоносителем (горячим воздухом) поверхности сохнущего материала. В непосредственной близости от поверхности образуется пограничный слой, существенно влияющий на процесс сушки. При этом параметры газа в пограничном слое отличаются от параметров газа в сушильной камере.

В том случае, когда в пограничном слое существует ламинарный режим движения газа, изменение скоростей и температуры б двухмерном потоке с учетом испарения с поверхности материала описывается:

а) уравнением движения жидкости

Эух Эух 1 Эр

ух — + - Ус^Ух)----— . (1)

Эх Зу рс Эх

При малом изменении давления в поперечном направлении пограничного слоя можно считать, что давление определяется условиями во внешнем потоке газа.

Согласно уравнению Бернулли

эр avr

— - pcVr - . (2)

Зх 3x

Уравнение (1) с учетом (2) примет следующий ввд:

9vx 3vx Э^у 3vr

vx — + vy —- - vc — + vr — . (3)

ox oy ay* ax

б) уравнением сплошности (pc - const)

Эух 0Уу

-- + —- • 0 . (4)

ах 8у

в) уравнением теплообмена, осложненного испарением

ЭЬ 31 \ Э2Ь Рс°сIV* — +' V* — ■ Лс —г - гМ. (5)

Эх Эу / ЗуЛ

При этом предполагалось, что тепло, необходимое для испарения частиц влаги, передается путем теплопроводности. Плотность такого потока теплоты равна

— (тс - т,) - г а м., (6)

ь

тде й М - интенсивность испарения, с1 - характерный размер.

В уравнение (5) не включены члены, представляющую диссипацию энергии:

С 37х-»2 Эр

УсРс[- - из-за внутреннего трения, ух--из-за расши-

^ 8у > Эх

рения газа в связи с их малостью.

г) уравнением граничного условия, когда конвективный тепловой поток от омывающего теплоносителя передается теплопроводностью через пограничный слой

31

«<, ЛЬ - Хс Г" . (?)

ЗУ

При сушке материала в первом периоде возможна турбулизация пограничного слоя за счет выходящего с поверхности материала на-

ра. Для описания процесса в этом случае применима старая теория свободной турбулентности Прандтля. Методология описания турбули-зированного пограничного слоя приведена в тексте диссертации.

В обоих случаях ( в условиях ламинарного пограничного слоя и при его турбулизации) получено единое критериальное уравнение, в неявном виде описывающее внешнюю- задачу

¿•(Ни; Яе; Рг; 6и) = О. (8)

Рассмотрим внутреннею задачу. В период падающей скорости сушки происходит углубление зоны испарения влаги в материале, и скорость процесса будет ограничиваться скоростью движения влаги из внутренних слоев материала к его поверхности.

Семена подсолнечника и хлопчатника представляют собой капиллярно-пористую систему. Дифференциальное уравнение переноса теплоты, осложненное испарением влаги, может быть записано в виде

91 „ £фГ Э1!

■— = ач^Ч + —--. (9)

Эх См 9т

Если пренебречь количеством влаги, подводимой к поверхности тела теплоносителем, то граничное условие процесса ограничивается уравнением теплового баланса и тогда граничное условие записывается в виде

V зи

МйЬ)п = - грч---• (Ю)

V Зт _

Начальные условия имеют вид

Ш'О = Тнм; и/Х=о = ии, СИ)

Обработав уравнения (9), (10) и (11) методом теории подобия, получим следующее критериальное уравнение в неявном Еиде:

Г (Ми; Го; Кои; £ф; -) = 0, (1-2)

Совместное рассмотрение уравнений внешнего и внутреннего тепло- и масссобмена позволяет получить кинетическое уравнение

процесса конвективной сутки семян масличных культур, которое имеет вид

Е « Г (Ни; Яе; Го; Кои; Рг; 6и; е®; -)■ . (13)

Из уравнения Полного потока теплоты к материалу можно отыскать критерий Нуссельта следующим образом:

N11 - Г (Ро; Ко; Е; \ч/\с; в). (14)

На основе соотношения (14) и кинетического уравнения баланса теплоты для элементарного участка критериальное уравнение (13) приводится к виду:

Е - Ше; Ро; Ко; 8; й>Ц,; Рг; 8и; £ф; \С/ХЧ). (15)

ПРОЦЕСС СУШКИ СШИ В БАРАБАННОМ АГРЕГАТЕ

Как известно, во вращающемся сушильном агрегате одновременно с сушкой происходит перемешивание материала в поперечном и продольном направлениях.

Характер движения твердых частиц при этом зависит от частоты вращения барабана, коэффициента трения, формы, плотности и размеров частиц.

Процесс движения материала в' поперечном сечении барабана моделируется с помощью критерия Фруда

Рг - - . (16)

Б

Процесс продольной дисперсии моделируется модифицированным критерием Пекле-Боденштейна

2ц

Во -- . (17)

Критерий Во представляет собой отношение средней продолжительности пребывания частицы в барабане ко времени диффузии материала, постоянному при заданной длине агрегата.

В результате опытов было" установлено, что коэффициент продольной дисперсии определяется коэффициентом заполнения бараба-

на, скоростью потока теплоносителя, частотой вращения ОараСана, углом наклона барабана к горизонту, размерами частиц.

Все переменные, кроме угла наклона агрегата к горизонту, определяющие продольную дисперсию, учтены в кинетическом уравнении (15). Угол наклона барабана а определяется косинусом угла наклона барабанного агрегата к горизонту.

Таким образом, для учета поперечного и продольного перемещений материала в уравнение (15) вводятся критерий Фруда и соб л.

Для получения критериального уравнения в явном виде проведены серия экспериментальных работ. Экспериментальные данные были обработаны методом наименьших квадратов.

В результате получено следующее кинетическое уравнение, описывающее процесс сушки семян хлопчатника в барабанном агрегате

Е-иШб-Ю^-йе^^Ро0-78-^-3^^)"0' 58.00. 73.Ко-0. 804. •(Со510(а+3))-0*11. (18)

Все малоизменяющиеся безразмерные параметры объединены и и внесены в константу уравнения (18).

Среднеквадратичная ошибка при.определении значений симплекса влагосодержаний не превышает 16,2%.

Введем понятие - коэффициент заполнения барабана 7. Коэффициентом заполнения агрегата назовем отношение объема, занимаемого материалом к полному объему барабана 'Ис 4 Сз

Т . - . -- . (19)

«б РнЯЗб 1в

отсюда находим заполнение барабанного агрегата Я0б2

За - Ц>„- 1в • (20)

4

Коэффициент заполнения 7 в барабанном агрегате не регулируем и является переменной величиной, зависящей от режимных параметров процесса.

Для определения коэффициента заполнения барабана Р, входящего в уравнении (19) и (20) найдена следующая эмпирическая зависимость:

15,64 „

¥ » 0,727 +-- 1,99-eos 10(ot+3) + l,59-C0SZ10(cC+3) -

Тн-333

17,6-cos 10(ct+3) _ „

--- _ 0fl52 vr0'51-nz-cos 10(a+3). (21)

TH - 333

Подставив значение критерия Фурье а4 •Хер

Fo--- , (22)

из уравнения (18) можно получить критериальное уравнение относительно производительности барабанного сушильного агрегата

а °'57

G - . l,251-10-3-E-°'74-Re0'81-(^g) • (Ga)°'57-Fr0-22 «

х цО-43-еа57• Ко-0'5Э-CcoslO(а+З)3"0-08 . (23)

Необходимо отметить, что кроме заполнения агрегата в кинетическое уравнение (23) входят еще два неизвестных параметра: конечная температура теплоносителя Тк и конечная температура материала Tkm- Температура теплоносителя Тк будет определена на основе уравнения теплового баланса

ccLm(Th - Тк) = G(U„-l¡K)r + S(1 + Uk)cm(WT№), (24)

Для массового расхода теплоносителя LM справедливо соотношение

Ц, = JtD6zVrPc(l- V)/4. (25)

Однозначное решение кинетического уравнения возможно при наличии уравнения, определяющего среднюю конечную температуру материала Ткм на выходе из агрегата. Для этого решим дифференциальное уравнение переноса теплоты и влаги для единичной семянки совместно с функцией распределения семян по времени пребывания в рассматриваемом агрегате.

Определение полей температуры и влагосодержания единичной семянки в зоне обдува теплоносителем численным методом

Для системы капиллярно-пористых тел дифференциальные уравнения переноса теплоты и влаги могут быть записаны

Граничные условия отражают законы взаимодействия поверхности тела с окружающей средой. Это взаимодействие состоит в обмене тела энергией - (теплотой и массой) с окружающей средой. Если обозначить дт(х) соответственно плотности потоков теплоты

и вещества на поверхности тела, то граничные условия можно записать так;

По своей геометрической форме семянка подсолнечника и хлопчатника наиболее близко соответствует шаровому сектору.

Задача может быть сформулирована следующим образом: определить температурное поле Ь и поле влагосодержания и однородного шарового сектора радиуса И с углом ш, с начальной температурой 1о и влагосодержанием 1!о, температурой воздуха когда про-

цесс сопровождается испарением влаги с поверхности. Так как выбранный в качестве модели шаровой сектор обладает осевой симметрией, то при решении задачи с введением сферических координат можно считать, что температура I и влагосодержание и изменяются в направлении радиуса ч и полярного расстояния 1} (от угла ф температура I и влагосодержание и не зависят). Следовательно, пш сделанных допущениях задача сводится к отысканию функций 1(ч,0,Т) и и(ч,0,т), удовлетворяющих системе дифференциальных уравнений (26),(27), которые з сферических координатах примут вид

(26)

(27)

+ д(Г) - (1-£Ф)-Г-съ(Т) = 0; ЛЩ (VII) п + ^т- п " От ("О = 0-

(28) (29)

1 а2ич,о,т)

ч2 эг:

+ —-ctgft-

г Эй(ч,0,г) d) J с* Эс

(30)

+

(31)

(X > 0 , 0<4CR,0<ü< (ы/2) ) ,

с начальными условиями t(4,ü,Q) = to,

(32)

(33)

u(4,0,Q) = Uo.

В случае взаимодействия тела с влажным воздухом обмен энергией и массой происходит по закону Ньютона

Введем сферически сетку, обозначив'через ti.j.k и Uj.^k истинные значения, а через Tj.j.k и Ui,j.к приближенные значения соответственно температуры и влагосодержания в узле сферической сетки M(ih,jp) в момент времени х = к-1, где h = Дч * R/n и р = Ä!> = ii>/s; (к, n, s соответствующие целые числа, 1 - шаг по оси времени).

Составим соотношения, заменяющие частные производные функции t и и их разностными аналогами, по которым можно было бы находить величину температуры ti,j.к+1 и влагосодерлания Ui.j.k+i в момент времени т = (к+1)•1 по значениям температуры и влагосо-держания в момент времени х = к-1 .

Заменяя в уравнениях (30) и (31) частные производные их разностными аналогами, получим следующие соотношения для вычисления Ti, j,к+1 И Uj; j,k+l :

q(t) - (iq-(tc-tn) ,

qm(t) = бщ'р-(Un-Up) .

(34)

(35)

/ 2-ач-Ь 1 чч ач-Ь 1ч

ач-1г 1\ _ ач-1 / P-ctgj-рч

^ -'i-i. i.

ач-1 ( р-с^-рч £ф-г

+ .2 и2 2' 1--;—j-Ti.j-i.tf--и». 1.к+1-и4.л.к. (36)

^ г > См

2-ащ-1 ( 1 \\ ащ-1

( 2-ащ-1 / 1 \\ ащ-1 / 1ч

= (1-—.(1^)).и». ,.к+

Эш-1 ( 1\ ащ-1 \( р-с^ -Р\

иг N (1+—Н,и1- |+1,к+

Эт-1 г р-сад-г. 2-ап-5'-1 г 1 л

I1--—) к--

ап-8'-1 ( 1ч Эт-гм

+-

( 1\ ат-8'-1 ( 1ч

ь2

ат-б'-1 / р-с^з-рч ап"Й' -1 / р-с*гЗ-р\

xTuj-i.it . (37)

В формулу (36) входит влагосодержание в момент времени х = (к+1)-1, поэтов/ необходимо величину и^.к-ц , найденную по формуле (37), подставить в соотношение (36), после чего из соотношения (36) можно определить значение Т^.к-и -

Получены аналогичные формулы для определения температуры и влагосодержания на оси 01 и на поверхности тела. На, основе полученных формул составлена программа расчета среднеобъемной температуры и влагосодержания отдельной семянки при конвективной сушке.

О функции распределения семян масличных культур в барабанном агрегате

Непрерывная подача обрабатываемых продуктов является одним из способов интенсификации тепло -и массообменных процессов при обработке мелкодисперсных продуктов по сравнению с обработкой продуктов в периодическом режиме.

Однако, наряду с этим непрерывная подача продукта приводит к неравномерности во времени пребывания частиц в аппарате непрерывного действия, что, з свою очередь, может привести к снижению качества обработанного продукта: к разбросу конечной влажности относительно среднего ее значения.

Картина обработки материалов в агрегате непрерывного действия может быть охарактеризована функцией распределения частиц по времени пребывания.

На основе проведенных экспериментов для описания функции распределения по времени пребывания дисперсных продуктов в барабанном агрегате непрерывного действия с Г-образными насадками предлагается следующая эмпирическая зависимость:

(Т-К'.-Хср)3 / ( t-Kg-tcp

f(t) =4,45--7——--expf-1,5- [--—— , (38)

(1-K3) -tCp Л 4I-K3)-W ;

где К3 - коэффициент запаздывания, Ка = t3/tcp.

Для семян хлопчатника К3 = 0,5; подсолнечника К3 = 0,2.

Также получены функции распределения семян хлопчатника в поперечном сечении, барабана с Г-образными насадками при разных режимах работы, которые показаны на рис. 1.

По известной функции распределения семян по времени пребывания в барабанном агрегате и среднеобъемной температуре единичной семянки можно определить среднеобъемную температуру семян масличных культур на выходе барабанного-агрегата по следующей формуле:

Т = i T(T)f(T)dT, (39) •

где Т(t) - среднеобъемная температура единичной семянки в конце сушки.

Данный интеграл решается численным методом.

На основе полученной функции распределения по времени пребывания семян и среднеобъемной температуры отдельной семянки составлена программа расчета среднеобъемной температуры материала на выходе барабанного агрегата. В результате расчета получено уравнение для разницы температуры теплоносителя Тк и среднеобъемной температуры материала Ткм в зависимости от симплекса вла-госодержания Е в виде

Тк - Ткм = с - d-E. (40)

Размерные коэффициенты 'с и с) уравнения (40), в свою очередь, отыскивались в виде соотношений

С = С1 + С2-Тк и с) = + с12-Тк , (41)

где а, ¿1- размерные и С2, ¿2 ~ безразмерные коэффициенты.

На основе (40) и (41) получено уравнение для определения среднеобъемной температуры семян хлопчатника на выходе барабанного агрегата

Ткм = Тк(0,436 + 0.875Е) - 237Е + 149,5 , К. (42)

Анализируя полученные уравнения (21) и (23) на экстремум, можно отыскать экстремальные значения параметров процесса, обеспечивающих максимальную производительность барабанного агрегата.

Рассмотрим график зависимости производительности барабанного агрегата от угла наклона барабана к горизонту (рис. 2).

Угол наклона барабана считаем отрицательным, если загрузочная сторона барабана расположена ниже, чем разгрузочная, и положительным - при обратном расположении. Из графика следует, что при переходе от положительного угла к отрицательному производительность возрастает. Наибольшая производительность в этом случае достигается при отрицательном угле наклона л =• - 2°. Графики зависимости производительности от скорости потока теплоносителя и частоты вращения барабана приведены на рис. 3 и 4.

На основе полученных результатов предложены практические рекомендации по выбору рациональных технологических и геометрических параметров барабанного сушильного агрегата при организации процесса сушки семян хлопчатника.

Эти рекомендации приведены в табл. 1.

В качестве внутренних насадок рекомендуется применять Г-об-разные лопатки вместо радиальных, применяемых при сушке хлопка-сырца.

Таблица 1

N п/п Технологические параметры работы барабанных агрегатов Единица Рекомендуемые значения

1 о 3 4

1 Угол наклона барабана 0 -2

Окончание табл. 1

1 2 3 4

2 Скорость потока ; теплоносителя ' м/с 2,7 + 3,1

3 Частота вращения барабана с"1 0,2+0,217

4 Коэффициент заполнения г 20+25

5 Начальная температура теплоносителя к 523+623

6 Температура газа на выходе к 333+353

ПРОЦЕСС СУШКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ СЕМЯН В КОМБИНИРОВАННОМ АГРЕГАТЕ

Многолетняя практика эксплуатации промышленных барабанных агрегатов, установленных на масложировых предприятиях, показывает, что высушенные семена масличных культур на выходе барабанного агрегата имеют температуру, значительно превышающую температуру окружающей среды. .Закладка семян на хранение с завышенной температурой чревата их дальнейшим самонагреванием, что нередко происходит на практике, нанося значительный материальный ущерб. Поэтому возникает необходимость процесса охлаждения семян после их выхода из сушильного барабанного агрегата, сопровождаемой дальнейшей досушкой.

Для комплексной обработки семян масличных культур предложен комбинированный агрегат, состоящий из двух ступеней. В первой ступени происходит сушка в барабанном агрегате, во второй ступени - охлаждение атмосферным воздухом и досушка семян в охладителе с направленным псевдоожиженным слоем.

В связи с тем, что в качестве второй ступени комбинированного агрегата предложен охладитель оригинальной конструкции, возникает необходимость изучения процесса охлаждения и досушки семян, а также гидродинамических условий в аппарате, позволяющих добиться устойчивого режима псевдоожидения материала и его равномерной транспортировки внутри аппарата.

Некоторые гидродинамические особенности второй ступени комбинированного агрегата

для отыскания условий равномерной транспортировки материала по длине охладителя проведены экспериментальные исследования полей скоростей хлодоносителя и давления цилиндрическим зондом.

Углы расположения подвижных лопаток газораспределительной решетки установлены согласно закономерностям, найденным из условий создания постоянной скорости потока хладоносителя по длине аппарата на определенной высоте, что обеспечивает постоянную скорость дрейфа частиц продукта и их равномерную флювдизацию в аппарате..

Ранее была предложена закономерность изменения угла 0 = f(х), при которой горизонтальная компонента скорости потока газа на высоте h была бы постоянной и равной заранее заданной Vrx.

Зависимость о » f(х) представлена на рис. 5.

Для описания экспериментальной зависимости изменения угла наклона лопаток, при котором горизонтальная компонента скорости газа на высоте h постоянна по длине аппарата и равна заранее заданной скорости дрейфа Удр, предложена следующая аппроксимирующая зависимость:

Vrx X

Cos ß(x) =---Kh . (43)

Vro H

Путем сравнения экспериментальных закономерностей с выражением (43) для всех трех случаев Vrx (рис. 5) получено значение Kh = 0,25.

Кроме этого, для создания устойчивого режима псевдоожижения охлаждаемых семян во второй ступени комбинированного агрегата необходимо получить гидродинамические расчетные соотношения, позволяющие определить нижние и верхние пределы изменения скоростей воздуха через аппарат с учетом его конструктивных особенностей.

В результате рассмотрения взаимодействия отдельной семянки со струей газа через щели газораспределительной решетки получено следующее уравнение для скорости движения семянки:

K-Lz K-L2

a-b2-tgac • a-b2-tg«c+2-b2-Z-tgz«c где К = 3-с,-рс/(4-0э-рч). М =g-(p4 - рсУ/рч

2-U-Z, (44)

Высота подъема семянки находится из выражения ка2-м-а2-ь2

„-^— . (45)

2-М-а-Ь ^-^Ос

С учетом угла наклона подвижных лопаток для скорости отдельной семянки получено уравнение

„ К-Ь2-зт2в К-Ь2-Б1П4В

Учг2 - -5---5- - 2-М-г. (46)

а-ЬгЧцас Ь-1ес1с-(а-Ь-51г^В+2-2-Ь-1вс(с)

Верхняя граница подъема частицы 2=11ч находится из формулы

зт2»-(К-1.2-М-а2-Ь2)

Ьч = --г- . - (47)

Обобщая результаты единичной семянки для псевдоожиженного слоя материала в охладителе, получена формула для высоты подъема частиц в устойчивом псевдоожиженном слое при действительном расходе газа через слой

Ьс-31п2В-(4:К-Ьд2-М-а2-Ь2)

Ьч = - - -г—---- . (48)

М-а2-Ь2-(1+з1п В)-4-К-Ьд2-з1п В

Полученные формулы (4?) и (48) хорошо согласуются с известными формулами Тодеса, кроме того, они учитывают конструктивные особенности охладителя. Эти формулы позволяют рассчитать нижние и Еерхние пределы изменения скоростей хладоносителя при устойчивом режиме псевдоожижения.

Кинетическое уравнение процесса охлаждения семян хлопчатника .во второй ступени комбинированного агрегата

При обработке семян в комбинированном агрегате кинетическое уравнение для обработки продукта в первой ступени (барабанном агрегате) получено ранее (ур.18).

Вторая ступень комбинированного агрегата имеет несколько отличное.кинетическое уравнение, что связано с ее конструктивными особенностями.

Как показывают эксперименты, при охлаждении семян хлопчат-

ника атмосферным воздухом после их выхода из барабанного агрегата, во второй ступени комбинированного агрегата происходит их досушка до (1+1,5) Z за счет теплоты, аккумулированной продуктом. При охлаждении семян, в отличие от процесса сушки, направление передачи теплоты и влаги совпадает: от материала к окружающей среде.

Кинетическое уравнение процесса досушки и охлаждения семян хлопчатника во второй ступени комбинированного агрегата с учетом ее конструктивных особенностей имеет вид

г G 1 - b и

02 = f Е2; Re2; Fo2; Ко2; —;-;-;-• (49)

Л Lm2 S b H -I

Явный вид уравнения (49) определяется на основе экспериментальных исследований.

Получено кинетическое уравнение, описывающее процесс досушки и охлаждения семян хлопчатника во второй ступени комбинированного агрегата в явном виде

/ G ч0'31/ 1 ч0'15 82=4,02Е2-°- 1SRe2-°' 45F02-°' 73K0?/0' 14(—) '.(—)•

-0,31 к 0.1 L"2 b

■(т) (4-)

(50)

Н

Среднеквадратичная ошибка при этом не превышает 10%.

Заполнение второй ступени комбинированного агрегата регулируемо и в основном определяется высотой упора hy, установленного на конце газораспределительной решетки, и равно

Ga2 = (£/£0)рнМЬ • (51)

Порозность псевдоожиженного слоя в определяется по известной формуле

£ = (18Re2 + О.ЗбКеа2)0-21- Аг_а 21 . (52)

Аналогичным путем, приведенным выше, получено соотношение между конечной температурой семян на выходе охладителя Тк2 и конечной температурой охлаждающего воздуха Тко,и в диапазоне зна-

чений конкретных экспериментальных данных может быть аппроксимировано простой зависимостью

Тк2 » ТК0 4 3 • • <53)

В результате анализа гидродинамических и кинетических уравнений определены рациональные геометрические соотношения и технологические параметры, которые приведены в табл. 2.

Таблица 2

N п/п Параметры работы охладителя Единица измерения Рациональные значения

1 Скорость хладоносителя'в свободном сечении охладителя, УГ2 м/с 3,8 + 4,2

2 Соотношение 1/Ь - 6 + 8

3 Соотношение Ь/Н - 0,55 + 0,65

4 Соотношение 1/Б - 100

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА:

А) БАРАБАННОГО АГРЕГАТА

Для разработки методики расчета барабанного агрегата воспользуемся полученным кинетическим уравнением (23), решенным относительно производительности, уравнениями (20) и (21) для коэффициента заполнения барабанного' агрегата, теплового баланса (24), массового расхода теплоносителя (25) и зависимостью (42) между выходными температурами теплоносителя и материала.

Для получения расчетного уравнения применительно к промышленной сушильной установке заменим в этих уравнениях значения безразмерных' переменных'составляющими их размерными переменными.

С учетом значений конечной температуры семян Тки, определяемых из соотношения (42), выражение для симплекса температуры примет вид

Тк(О,436+0,875Е) - 23?Е + 149,5 - Тим

8 = - . (54)

Тн - Тк(0,436+0,875Е)-237Е+149.5

Подставляя выражения (20), (25) и (54) в уравнение теплового баланса (24), получим соотношение для расчета конечной температуры теплоносителя Тк

0.903ссТн(1-?)Об2Уг-0(и„-и){)г-(1+ик)6См(ТкМ-ТйМ) Тк - ---р-. (55)

Подставляя полученные соотношения (20), (25) и (54) и известные параметры в уравнение (23), получим расчетное уравнение в размерном виде

G = 0,371р^) У0,57(1-?)43D62-2216°-57п°-44 *

г.у -0,59

х 8°*57 [-—I • Ccos 10(а+3)3~°'08 . (56)

^ смТ„ J

Таким образом, получена система из пяти уравнений (21), (42),(54), (55) и (56) , позволяющая при заданных геометрических размерах lg, D6 и рациональных технологических параметрах определить пять неизвестных: коэффициент заполнения симплекс температур 8, конечных температур теплоносителя Тк и материала Ткм и производительность агрегата G.

Определение потери напора в барабанном сушильном агрегате

Для расчета системы подачи теплоносителя в барабанный сушильный агрегат необходимо знание массового расхода теплоносителя Ьц, определяемого из уравнения (25), и суммарной потери напора в агрегате Лр6.

Полная потеря напора в барабанном сушильном агрегате состоит из потерь напора на трение об обечайку барабана с учетом внутренних насадок Др12. на лобовое сопротивление ссыпающегося с лопатки материала Лрл и в местных сопротивлениях в виде внезапных расширений на входе (Дрвр1) и на выходе (ДрВр2) из барабана. Она находится из соотношения

Лрб = ДРб' + Лрл = ¿Рвр1 +■ ДР12' + Лрвр2 + Дрл =

■ { — " 1 + т- • — + i - - +

' U V i SVcpPc D6 L SpK J

ctcp.n , , \ Рс^гг

\ Pc»r

•ай'рн-1б(Б6-аб)5ч} -;- . (57)

/ 2

Для определения среднего времени падения отдельной семянки Тср.п с лопатки при вращении барабана , входящего в соотношение (57), рассмотрено движение семян в поперечном сечении барабана. Уравнение траектории движения 1-й семянки имеет вид X = Rfl-cosip-Vi ••t-cosBck-2-Jt-n-Rn-t-sin<p '» (58)

S-t2

Y = [Vsin<p-Vi •T-sinBck+2-«-n-Rji-r-cosip--. (59)

2

На основе уравнений (58) и (59) с учетом зоны завала получено следующее уравнение для определения времени падения семянки tn:

Тп = А + /Ь^В , (60)

2-ff-n-Rj, cosfSck-iP)

где

А =

В

g COSick

2-Rj,/ Sin(8ck-P)A. 2-Rg cos(au/2)

¿•Kj,, siruBck-PJA.

в- ^ cosb^l- / ff

е 4 СОЭВск ' В СОБВск На основе уравнения (60) рассчитано среднее время падения семянки Тср.п- Подставляя значение гСр.л в уравнение (57), можно определить полную потерю напора в барабанном агрегате.

Б) КОМБИНИРОВАННОГО АГРЕГАТА

Первая ступень комбинированного агрегата рассчитывается на основе полученных формул для барабанного агрегата.

Расчеты первой ступени комбинированного агрегата показывают, что .данные, полученные при конечном влагосодержании = 10,5 - 11,51, являются входными параметрами для второй ступени комбинированного агрегата.

Хлздоносителем во второй ступени является окружающий воздух.

Для проведения инженерного расчета второй ступени комбинированного агрегата необходимо привести кинетическое уравнение (50) к размерному виду. Параметры во второй ступени обозначим индексом 2.

С учетом соотношения (51) получено выражение для симплекса температур в. размерном виде

82 = 0,1423Уг2~°' 042-1.2)3-1. 0930, 31н-0( 1^-0, 73„

*(1-9,09ик?.) . (61)

Для.однозначного решения уравнения (61) дополним его уравнением теплового баланса.

На основе уравнений (51)+(53), (61) и уравнения теплового баланса производится расчет охладителя как второй ступени комбинированного агрегата при рациональных и заданных входных параметрах' процесса охлаждения семян хлопчатника.

Конструктивные особенности предложенного охладительного аппарата как второй ступени комбинированного агрегата позволяют уменьшить габариты применяемого ныне охладителей с псевдоржижен-ным слоем и улучшают равномерность обработки семян по всему объему охладительной камеры.

Определение потери напора во второй ступени комбинированного агрегата

При организации процесса охлаждения семян масличных культур во второй ступени комбинированного агрегата необходимо обеспечить равномерность псевдоожихенного слоя по всей длине аппарата. С этой целью вся длина газораспределительной решетки была разделена на 3 секции, в каждую из которой подавалась часть общего объема расхода воздуха Ь0, создаваемого вентилятором. Регулирование подачи расхода в каждую секцию осуществлялось с помощью шиберного устройства. Для обеспечения устойчивого псевдоожижен-ного слоя семян в охладительной камере необходимо подавать одинаковые расходы по секциям, т.е. Ь1 = Ьг = 1-з = Ьо/З.

Потеря напора во второй ступени комбинированного агрегата определена по расчетному соотношению

Лра " 4аг1 — — ) + I——) + рчБ(1 " е0)Мр + ДРк+

1. Предложены кинетические закономерности процессов сушки и последующего охлаждения, семян хлопчатника на основе макрокинети-ческого метода с использованием функциональных зависимостей коэффициентов заполнения агрегатов от динамических и тепловых параметров данных процессов.

2. Расчет среднеобъеыной температуры отдельной семянки проведен на основе численного решения системы дифференциальных уравнений переноса теплоты и влаги в шаровом секторе, аппроксимирующем форму объекта.

3. Эмпирическим путем найдена функция распределения масличных семян по времени пребывания в барабанном агрегате с учетом экспериментально определенного времени запаздывания.

4. На основе среднеобъемной температура отдельной семянки и функции распределения семян по времени пребывания предложена зависимость среднеобъемной температуры семян масличных культур на выходе из агрегата от их режимных параметров.

5. Получена формула для определения времени падения отдельной семянки с лопатки вращающегося барабана. Эта формула позволила рассчитать лобовое сопротивление ссыпающихся семян в барабане с насадками в виде Г-образных лопаток и определенным коэф-фицентом заполнения. Определены потери напора в барабанном и комбинированном агрегатах.

6. В качестве второй ступени комбинированного агрегата по комплексной обработке (сушке и охлаждению) семян масличных культур предложен оригинальный аппарат с направленным псевдоожижен-ным слоем.

7. На основании экспериментального исследования поля скоростей и давлений в охладительном аппарате получена закономерность ориентации углов наклона подвижных лопаток газораспределительной решетки, обеспечивающая постоянную горизонтальную скорость хладоносителя на определенной высоте.

(62)

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

8. На основании рассмотрения взаимодействия единичной семянки со струей газа и обобщения полученного результата для псевдоожиженного слоя материала получены расчетные формулы для определения высоты подъема и скорости движения семян при разных конструктивных параметрах охладительного аппарата.

9. Анализ кинетических уравнений на экстремум по производительности позволил определить рациональные технологические параметры процессов сушки и охлаждения семян хлопчатника.

10. На основе найденных закономерностей процессов и их анализа предложены методики инженерного расчета барабанного и комбинированного агрегатов.

11..Результаты научных исследований были внедрены в производство на предприятиях Казахстана, Молдавии и Украины. Получен общий экономический эффект более 1 млн. руб. в год (в ценах до 1991 года).

12. По результатам научных работ опубликовано 30 статьей, получено 3 авторских свидетельства, 2 свидетельства Роспатента на полезную модель по рассмотренным аппаратам. Материалы работ были доложены на: Международной конференции в г.Пловдиве (Болгария) в 1984 году. Республиканской конференции молодых ученых в г.Воронеже (Россия) в 1985 году, Всесоюзной конференции в г.Шым-кенте (Казахстан) в 1988 году, областной конференции в г.Жамбыле в 1989 году, научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Жамбылского технологического института легкой и пищевой промышленности (г.Жамбыл, 1987-1992гг) ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ

1. A.C. N 1329741 (СССР) Способ сушки семян подсолнечника /Куцакова В. Е. , Петров C.B., Альпейсов Е.А. - Опубл.в Б.И. 1987, N 30.

2. A.C. N 1590899 (СССР) Устройство для сушки сыпучих материалов /Куцакова В.Е., Куатбеков М.К., /льпеисов Е.А., Байтуреев A.M., Петров C.B., Мамыров K.M. - Опубл.в Б.И. 1990, N 33.

3. A.C. N 1726941 (СССР) Загрузочный узел сушилки хлопка-сырца /Куатбеков М.К., Байтуреев A.M., Альпеисов Е.А., Алимов A.A. - Опубл. в Б.И. 1992, N 14.

4. Свидетельство Роспатента на полезную модель N 2021 Устройство для тепловой или холодильной обработки мелкошгучных про-

дуктов /Куцакова В.Е., Альпеисов Е.А. - Опубл. в Б.И. 1996 N 4.

5. Свидетельство Роспатента на полезную модель N 2022 Устройство для термической обработки мелкоштучных продуктов /Куцакова В.Е., Альпеисов Е.А., Марков Н.Б., Уткин Ю.В. - Опубл. в Б.И. 1996 N 4.

6. Комбинированная система автоматического управления процессом сушки масличных культур /Куцакова В.Е., Петров C.B., Иванов М.П., Альпеисов Е.А. - Сб.докл. научно-техн. конф. с межд. участием, Г.Пловдив (НРБ),1984, 131с.

7. Кинематические и динамические параметры при сушке семян подсолнечника в барабанном агрегате /Куцакова В.Е., Петров C.B., Иванов A.A., Иванов М.П., Альпеисов Е.А.- Известия вузов. Пищевая технология, 1985, N 5, с.47-51.

8. Альпеисов Е.А;, Логинов Л.И., Куатбеков М.К. Численный метод исследования изменения температуры и влагосодержания при сушке семян хлопчатника. - Медвуз.сб. науч.тр.ЛТИХП,-Л. ,1985, с.64-67.

9. Расчет температурного поля и влагосодержания при сушке семян подсолнечник^ /Куцакова В.Е., Логинов Л.И., Куатбеков М.К., Альпеисов Е.А.- Изв.АН.Каз.ССР,серия:физико-математ.г. Ал-ма-Ата,1986,М 1(128), с.28-31.

10. Исследование процесса сушки сыпучих материалов в модернизированном барабанном агрегате /Демидов С.Ф., Петров C.B., Иванов М.П., Альпеисов Е.А.- Сев.-Кавказ.фил.ВНИИмаслодел.пром. Ставрополь,1985.11с. Деп.В ВИНИТИ 24.06.85 N364-85 Деп.

11. Рекомендация по реконструкции барабанных агрегатов для сушки масличных культур /Куцакова В.Е., Петров C.B., Иванов A.A., Иванов М.П., Альпеисов Е.А'.- "Масло-жировая, парфюмерно-косметическая и эфирномасличная пром." Экспресс информация, сер.5,вып.3, М.-1986, с.5-8.

12. Модернизация перемешивающих лопаток барабанных сушилок /Гулезов Б.А., Куцакова В.Е., Петров C.B., Альпеисов Е.А.- Масло-жировая пром-ть, 1986; N 8, с.5-6.

13. Петров C.B., Иванов М.П.. Альпеисов Е.А. Разработка методики инженерного расчета охладителя для зерновых материалов, работающего в режиме псевдоожижения. Матер. 2 научно-прак-тич.конф. молодых ученых и спец., Воронеж, Деп.ВИНИТИ,23.05.86,

N1334-nm, С. 101-103.

14. Петров C.B., Иванов М.П., Альпеисов Е.А. Оптимизация процесса сушки семян подсолнечника в барабанном агрегате. Матер. 2 научно-практич.конф. молодых ученых и спец., Воронеж, 1985, Деп. ВИНИТИ. 23.05.86, Н1334-пщ, с.98-100.,

15. Охладитель ютпящего слоя масличных семян /Куцакова

B.Е., Петров C.B., Иванов М.П., Иванов А.А., Альпеисов Е.А.-"Масло-жировая, парфюмерно-косметическая и эфирно-масличная пром. Экспресс информация сер.5, вып.4, 1986, с.1-5.

IS. Продольное перемешивание семян хлопчатника в барабанном агрегате /Куцакова В.Е., Петров C.B., Альпеисов Е.А., Иванов М.П.- Изв.ВУЗов. Пищевая технология, 1987, M 1, с.95-97.

17. Альпеисов Е.А., Куатбеков М.К., Байтуреев A.M. К вопросу о времени пребывания хлопка-сырца в барабанном сушильном агрегате. -Тез. обл.науч.-прак. конф., г.Жамбыл, 1988г.

18. Инженерный метод расчета барабанного сушильного агрегата. /Куцакова .В.Е., Альпеисов Е.А., Куатбеков .М.К., -Байтуреев A.M.- Тез.докл.Всесоюзн.конф."Современные машины и аппараты химических производств", г.Шымкент, 1988, с.9-10.

19. О времени пребывания зернистых материалов в барабанном агрегате. /Куцакова В.Е., Альпеисов Е.А., Куатбеков М.К., Петров

C.B.- Тез.докл.Всесоюз.конф. "Современные машины и аппараты химических производств", г.Шымкент, 1988, с.182-183.

20. Альпеисов Е.А. Методика расчета процесса сушки семян хлопчатника в барабанном агрегате. -Межвуз'ов.сб.науч.тр. "Процессы и аппараты пищевых производств, их интенсификация и управление", ЛТИХП, Л.,1988.

21. Куатбеков М.К., Альпеисов Е.А., Байтуреев A.M. Пути повышения производительности барабанных агрегатов при сушке волокнистых материалов.- Тез. докл.обл.научно-практич.конф."Повышение эффектив. производства на.основе внедрения нов. техники, передовой технологии, научно-техн.разработок",г. Жамбыл,1989,с.115-116.

22. Устройство для устранения, завалов в узле загрузки барабанных агрегатов /Куатбеков М.К., Байтуреев A.M., Мамыров K.M., Альпеисов Е.А.- Информационна!! листок. КазНИИНТИ при Госплане Каз.ССР., г.Жамбыл, 1989, N89-7.

23. Альпеисов Е.А., Байтуреев A.M., Зубов M.Е. Разработка

технологии приготовления кормов из отходов хлопкоочистительного завода. -Тез.докл.XIX конф.ДШШШ, г.Жамбыл, 1989, с.8-9.

24. К вопросу.о времени пребывания дисперсных материалов в барабанном агрегате /Куцакова! В.Е., Альпеисов Е.А., Иванов М.П., Ладилов М.А.- ЖПХ, т.66, 1993, вып.11, с.2604-2606.

25. Куцакова В.Е., Фролов C.B., Альпеисов Е.А. Гидродинамические особенности потока в скороморозильном аппарате с направленным псевдоожиженным слоем. - Межвузов.сб.научн.тр. "Теоретические, экспериментальные исследования процессов, машин, агрегатов, автоматизации, управления и экономики пищевой технологии", СПб, 1994, C.12Ô-124.

26. Куцакова В.Е., Альпеисов Е.А., Поленина М.В. К вопросу о времени пребывания мелкоштучных продуктов в скороморозильном аппарате непрерывного'действия. - Межвузов.сб.научн.тр. "Теоретические, Экспериментальные исследования процессов, машин, агрегатов, автоматизации, управления и экономики пищевой технологии", СЕб, 1994, С.125-128.

27. Альпеисов; È. А., Куатбеков М. К. ,■ Куцакова В.Е. К вопросу движения частицы в направленном псевдоожиженном слое.

- Журн."Легкая промышленность Казахстана", 1995, N 4(6),с.39.

28. Альпеисов Е.А., Куатбеков М.К., Куцакова В.Е. К вопросу подъема частицы в струе газа во флюидизационном аппарате.- Журн. "Легкая промышленность Казахстана", 1995, N 4(6), с.39-40.

29. Скороморозильный аппарат с направленным псевдоожиженным слоем. /Куцакова В.Е., Уткин Ю.В., Фролов C.B., Альпеисов Е.А. Холодильная техника, 1996, N 4, с.23.

30. Куцакова В.Е., Альпеисов Е.А., Куатбеков М.К. О гидродинамике плоского потока в скороморозильном аппарате с направленным псевдоожиженным слоем (СМАНПС).- Сб. науч.тр. Инж. Академии Казахстана:Наука, техника, технология. Алматы, 1996, N 4, с.74-81.

Условные обозначения: Re = Vrd3/vc; Fo = ачХСр/гэ2; Fr = wR6/g; Ko = rU„/(cMTH)f Gu = (Tc - TM)/TM; Nu = aqd3Ac; Pr = критерии Рейнольдса, Фурье, Фруда, Коссовича, Гухмана, Нуссельта и Прандтля соответственно'; Е = (UH - UK)/UH; 6 = (Ткм

- Тнм)/(Тн " Ткм)- симплексы влагосодержаний и температур; ач, Хч> см - коэффициенты температуропроводности, теплопроводности и

лПЪ,

г/с 4S

1S

7S

ts

ОЛ 0,i ЛХ/ВЛ

Рис. 1. Функция распределения семян в поперечном сечении барабана: 1 - п«0; 2 - П=0.2с 1

<г«>1

¡г/С

\

-3-2-1 о i Я <*,

Рис. 2. Влияние угла наклона оарабана а на производитель-

S3f6

кг/с

О 1,0 го 3,0 Yr,ri/e

Рис. 3. Влияние скорости теплоносителя Vr на производительность агрегата при углах а: 1 - -Z°] 2 - О; 3 - +2" Р,

0,1 0,15 п,</с

Рис. 4. Валяние частоты вращения барабана п на производительность агрегата б при углах «: 1 - -2°; 2 - 0; 3 - +2°

град-

МО юо so-

1

«Г

_ 5 _ 7 - _ f 3 5 < _ 7 13 23 .....I ......I- „

23 Млснпак

а ор.8 4« о,? х,»

Рис. 5. Зависимость углов наклона лопаток газораспределительной решетки при горизонтальной составляющей скорости хладоносителя 7ГХ: 1- 2,33 м/с; 2- 3,36 М/с; 3- 3,78 М/с

теплоемкость семян соответственно; ащ, Хщ - коэффициенты потен-циалопроводности и массопроводности семян; рс, vc. сс -

плотность, кинематическая вязкость, коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость г^за соответственно; v* - компонента скорости вдоль обтекаемой поверхности; vy - компонента скорости, нормальная к поверхности; ctq, Bm - коэффициенты теплоотдачи и массоотдачи через пограничный слой; е® - критерий фазового превращения; г - удельная теплота испарения; Тнм. Ткм> UH и UK - начальная, конечная температура и начальное и конечное влагосодер-жания семян соответственно; p. vM - коэффициент продольной дисперсии и продольная скорость материала в барабане; le, Dg. Rg -длина, диаметр и радиус барабана; Ил - радиус ссыпающего края лопасти барабана; п,'ш - частота вращения и угловая скорость барабана; G, Ga - производительность и заполнение агрегата; Lm -массовый расход газа через агрегат; L, Ьд - объемный расход газа в струе при единичной семянке и действительный объемный расход газа в струе при наличии слоя материала ; Lo - общий объемный расход хладоносителя через охладитель; а, В - углы наклона барабана и подвижных лопаток газораспределительной решетки охладителя; etc - угол расширения струи газа; бск - угол скатывания семян; <Хц - центральный угол сегмента; q> - угол поворота барабана; 1, b, Н - длина, ширина и высота.охладительной камеры второй ступени комбинированного агрегата; S, а - шаг и ширина щели газораспределительной решетки; hy - высота упора; t - текущее время; тср - среднее время пребывания материала в агрегате; к3, т3 - коэффициент и время запаздывания.; t, - коэффициент гидравлического сопротивления; dr - диаметр газохода во входе в барабан; б - толщина пограничного слоя у обечайки барабана; S6, SpK -площади поперечного сечения барабана и расширительной камеры; S3i,Spi. SCT - площади эффективного сечения шиберной заслонки, газораспределительной решетки и площадь поперечного сечения выходной трубы охладителя.

Единицы измерения величин приведены в систему СИ.

Подписано к печати 20.02.97. формат 60x64 I/I6. Бум. писчая. Печать офсетная. Печ.л. 2,0. Тирах 100 экз. Заказ № 61.

Бюпо техники кондиционирования и охлаждения. 191002, Санкт-Петепбупг, ул.Ломоносова, 9