автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Методы и средства повышения эффективности процесса сушки семян при электроразрядном воздействии на поток воздуха

ГГЗ 00

Р А С X Н

, .. НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ 'ОБЪЕДИНЕНИЕ ~ О I |,Ча и -о

"НЕЧЕРП03ШАГР0МАШ"

На правах рукописи

ТИХЕНЬКИЙ Вячеслав. Иванович

УДК 537.525.6:631.563.2.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН ПРИ ЭЛЕКТРОРАЗРДЩЮМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПОТОК ВОЗДУХА '

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой ртепени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1993

Работа выполнена в научно-производственном объединении "Ночернозеыагромаш" в 1990 - 1992 гг.

Научный руководитель

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПАВЛЫК В.А.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор АГЕЕВ Л.Е.

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник АХМЕДОВ М.Ш.

Ведущая организация

- Кировская государственная зональная машиноиспытательная станция

Защита диссертации состоится "25 " марта 1993 г. в

II часов на заседании специализированного совета К.020.59 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в научно-производственном объединсшш "Нечериоземагромаш" по адресу: 189625, Санкт-Петербург - Пушкин, п.о.Тярлево, Фильтровское шоссе, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Нечерно з емагромаш"

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

(.'¡1:1 ля хлх'лктг-рпстикл таг/л

Актуальность тг-'?„'. Получите качествегашх сошш в процессе послеуборочной обработки зсрповш: п сочетания с 'гребовашлггд экономической ойектиьности является кспой задачей сельскохозяйственного производства ИенсриээшюЗ 0о1ш(!!3) Российской Федерации^) .

¿ингматлчсскио услог.ия НЗ Г,'.1 в уборочный период зерновых характеризуются пониженной температурой (1С...18°С) и высокой ззла-глостыз воздуха (Солее 25 %). В этих условиях получение в ггроцес-се сутаж качсствешн-вх сеготи, ¡¡сходная влаяюсть которых прешззет 25 %, становится практически труднореализуемой задачей.

Использование технолога!! конвективно!! сугасл применительно к распростраиешплл в зоне шахтным пли бункерншл сушилкам но обес-печивет требуемой эффективности сугасл л качества семян. Сшкениб температура теплоносителя до величины допустимого нагрева семян приводит к увеличению продолжительности сугаш л енк.т.енпзз производительности сушилок.

Существуют лсслодоваш1я, показывающие возмоетюсть Ш1тенсгйл-кадгл! процесса влагоудачоняя из зерна при воздействии ацентрических факторов на материал и агент суипш. Однако они но-находят применение на практикетак как зачастую не приводят .к ускорегапэ процесса нлагоудаления из зерна, а корректное научное обоснование механизма протекания влагомассообмошшх процессов отсутствует.

В связи с этшл настоящая работа посвящена исследования, разработке и внодрешш ?летодов и средств повышения эффективности процесса сушки семян при электроразрядном воздействш! па поток воздуха.

Работа явилась составной частью исследований, выполняемых 1Ш0 "Ночернозокагромаш" НЗ РФ по теме 0080 (задание 03.09.11) на 1991 - 1995 гг., номер государственной регистрации й 0660976.

Цель исследований. Разработка методов и средств повышения эффективности процесса сушки семян при электроразрядном воздействии на поток воздуха применительно.к конвективным способам сушки, обоспечиващлх получение качественных семян.

Объект и метопы исследований. Обьектом исследований являлся процесс суплсл семян зерновых при электроразрядном воздействии на поток воздуха. Разработанные методы и сродства исследовались на

примере бункера гастивного вентилирования ЕВ-40.

Исследования проведены с использованием кластерной теории гидратации ионов в аэросреде, термодинамической теории газов, теории cyîiKK, аяшифовшшя многофакторного эксперимента-и статистических ыотодов обработай опытных данных.

Научную новизну работы представляет: - использование термодинамической кластерной теории гидратащш азросреды применительно к процессу влзгомассообмека при сушке семян зерновых,

- вывод модифицированного уравнения для потока влаги из зорка при пзотермическйх условиях и злектроразрядном воздействии на воздух,

- экспериментальное определение и обоснование зависшлостл скорости сушки от термодинамических пара-Петров и фактора злектро-разрядиого воздействия па воздух.

Практическая значимость работы.Иснольз^т-онная кластерная теория гидратащш аэросроды применительно к процессу сушки семян при злектроразрядном воздействии на<поток воздуха позволила обосновать режимы и параметры процесса сушки семян зерновых. Проведенные исследования позволили разработать :и испытать технические средства(ТС) для сушки семян ИОН-2.. -Применение ТС позволяет интенсифицировать процесс сушки без дополнительных энергозатрат более чем на 30 % а такие улучшить биологические качества семян (всхожесть на 4...5 энергию прорастания на 14...21 %).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы 1Ш0 "НечерноземагромалГ при разработке опытного образца технических средств а такг.о вошли б исходные требования на тсх1В1Ч'сскно сродства для электроионной сутики семян зерновых. ТС ИОН-2 прошли первый этап Государственных приемочных испытаний на Кировской !,'.'. 1С.

Лтт'обап.ия работы. Основные-положения диссертационной работы долскены и одобрены на второй Всесоюзной научно-технической конференции "Энергосберогакщсо электрооборудование для ЛПК"(Москва, 1390 г.), на Республиканской научно-практической конференции "Злектротехиология в сельскохозяйственном производстве"(Ташкент, IS9C г.), на научно-практической конференции "Научные проблемы технического обеспечения ЛПК НЗ РФ'ЧС.-Петербург,IS9I г.).

Публикация результатов псглаготуппК. Сснозкоо содерглнио д::сссрт;аи:л опубликовано в С~тл печатных работах.

Структура н объем работн. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из /¿¿¿Ь'.гтлопоъ^т'Л л Р приложений. Объем диссертгщии /^.^стт)., в том число ггшшо-ппеного текста//рстр., рисунков^""", таблиц //а приложений на $ стр.

С0ДЕР2Л1П1Е РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность тегли я сфоркулировашш положения, выносимые иа защиту.

В первой главе проведен анализ существующих методов я средств осуществления процесса сушки семян зерновых культур, рассмотрены характеристики зерна как объекта сутки в климатических условиях НЗ РФ, прошгализировапи существующие работы по интенсификации процесса суши: при алектроразрядном воздействии на агент и материал сушки.

Климатические условия НЗ РФ характеризуются в уборочной период высокой влажностью и пониженной температурой воздуха, снижающих эффективность процесса сушки. Лнализ существующих способов и средств суша! семян зерновых показывает, что наибольшее распро-странепие получил'! технические решения, основанные на конвективной способе сушки, основными из которых являются шахтнце и бункерные сушилки. Способ характеризуется значительной энергоемкостью, а эффективность его снижается при сушке зерна на семенные це-. ли, так кшс по агротехнически!.! условия?/! требует ведение процесса при пониженных температурах агента сушки. Для получения качественных семян находят применение бункеры активного вентилирования с подогревом воздуха.

Существуют исследования, показывающие возможность интенсификации процесса влагоудаленлл из зерна при воздействия электрических факторов на материал и агент сушки. Однако они не находят применения на практико, тан как зачастую не приводят к ускорению процесса вяагоудаления из зерна, а корректное научное обоснование механизма протекатая влагомассообмешилс процессов и его параметров отсутствуют.

С целью разработки методов и средств олектроразрядаого воз-

деЛствкя на поток воздуха в процессе сушки зерна выдвигаются задачи:

- предуюглть и обосновать теоретические положения, адекватно отшсьтаксше влагомассообкешше процесса при элоктроразрядном воздействии на поток воздуха при супясе зерна,

- разработать программу к методику экспериментальных исследований ,

- разработать и изготовить лабораторную установку для исследования процесса суши зерна при электроразрядном воздействии на поток воздуха,

- провести экспериментальные исследования и определить режимы и параметры протекания процесса сушки при элоктроразрядном воздействии на поток воздуха,

- разработать и изготовить экспериментальную установку для проведения лабораторно-полевых испытаний, провести проверку в хозяйственных; условиях,

■ - определить экономическую эффективность применения технических средств елсктроразрядного воздействия на поток воздуха для интенси&жацш! процесса сушки семян.

Во второй главе изложены теоретические исследования влияния электроразрядного воздействия на поток воздуха на влагомаясооб- ' мсшшс процессы при сушке зерна.

Электроразрядное воздействие на воздух в соответствии с потенциалами ионизации приводит к образованию ионов шюлорода (0+, 0~, 0^, С>2 я др.), разложению молекулы воды на протон Ь'+ и гидро-ксильную группу 01Г, а также ионов других газов. Образующиеся аэроионы характеризуются временем жизни, зависящим от их концентрации, убывающей во времени по экспоненциальному закону, упиполярности и внешних параметров воздуха(температуры, давления, состава атмосферы). Наличке паров воды приводит к значительному изменению параметров аэросреды (электропроводности, подшгаюсти, коэффициента диффузии, распределения состава ионов по массе и др.) При этом подвижность аэроионов в насыщенном влагой воздухе уменьшается более чем в два раза по сравнению с сухим за счет увеличения доли тяхелых аэроионов, что шяот существенно влиять на процесс глаго-массообмена.

При определенных термодинамических условиях в ионизированной аэросреде в присутствии паров воды образуются многомолекулярные

гидрсшгровашше ионные комплексы, предсталл.-тт^лэ собой связанные соединения положительного дли отрицательного иона с оболочкой из нейтральных частиц( кластеры), отличавдиеся от других многомолекулярных соединений полным сохранение!.! индивидуальных свойств молекул воды и наличием заряда. Существуют многочисленные структурные формы гидратироьаияых кластеров гида Л+ (Ь^О)^ , А~ 0^0 , где Л+,Л~ - положительный и отрицательней ноны соответственно;

I - количество молекул воды. Наболее вероятно образование кластеров ионами Н+ и гидроксильной группы СП". На рис.1 приведены структуры кластеров с ионами Н+, обладающими максимальной энергией связи с молекулой есдц, где сильно выраженные её диполышо свойства образуют протоноцентрированные - а), цепочечные - б), додекаэдрические - в) виды. Энергия связи молекул воды в мастерах уменьшается с увеличением её.порядкового номера в оболочке и стремятся при / -+<х>у. энергии связи молекул воды в водяной капле. Для кластеров, содергЕвдас большое число молекул води наиболее стабильными являются объемные замкнутые структуры додекаэдричес-кого ввда.

Рис.1. Виды структур гидратированных ионов(кластеров):

а) протопоцентрированная структура Н+{Н20)4; б) цепочечная структура П'ЧР^О)^; в) додекаодрнческая структура Н+(Н20)21; г) атом водорода; д) атом кислорода

Константа скорости образовашш, коэффициент рекомбинации и энтропия кластеров с увеличением их размеров растет, а энтальпия и подвижность уменьшается. Существующие исследования показывают наибольшую вероятность образования в воздухе кластеров вида ИГСНзО^и с / от I до 27. Однако обнаружены я более

высокомолекулярные виды, характеристики которых в науке но иссле-

о - г) О— д)

о)

Ю

Ь)

дованы.

Увеличение парциального давления паров воды в воздухе при наличии ионизирующего фактора приводит к возрастании размеров мастеров. Например, при нормальном атмосферном давлении В = 1,013'Ю^Па, температуре воздуха ¿ - 7°С, давлении паров воды р = 133,3 Па среднее число шлскул в мастере составляет^ 4. Пошшшио температуры такте приводит к образованию более высокомолекулярных кластерных соединений.

Функция распределсшш количества кластеров в одиипцо объема убывает с увеличением числа содержащихся в них молекул. Концентрация высокомолекулярных кластеров достигает максимума при стремле- • нии давления паров воды к насыщению.

Время кизmi кластеров зависит от энергии связи молекул води в их оболочке. Энергия связи молекул воды в оболочке кластера убывает по мере их удаления от образовавшего его иона. Увеличение температуры приводит к уменьшению времени жизни кластера. Должность заряда и размер ионов, образующих кластеры, также влшшт на время юс жизни. Отрицательные кластерные ионы обладают большей энергией связи, чем положительные. *

Для смеси, состоящей из воздуха и паров воды, на основании констант равновесия химических реакций вида

Н*(М)н + НгОШН*{М)1 (1)

ШЩц+МШШ

где К i-¡ - константа равновесия реакции гидратации

Кн = пУ(1И'По, (2)

гдо Ц[- концентрация ¿-х кластеров, м-3;

fio - концентрация молекул воды,м-3, проведен расчет кластерного состава смеси с ¿ = I...8 для двух значений давления паров воды p¿= ЮаПа, p¿= 2»Ю3Па, при t =20°С, 3 = 1,013-ХО^Па и концентрации ионов tl= б-Ю2* м-3. Так, для p¿= 2-Ю3Па концентрация положительных кластеров составляет,м-3: /l¡= 4,97-Ю21, П1= 3,13-Ю19, /Z¿ = 6,35-Ю16 а концентрация отрицательных кластеров /2/= 4,93-Ю2 , Щ= 6,G5-I01<J, tV¡-= 1,97'Ю1^... . Анализ данных показывает, что преобладающими при этих условиях являются кластеры с /= 8.

Учитывал закон распределения мастеров в объемо газов и наличие малоизученных .в настоящее время- высокомолскулгрних долгояиву-

щлх кластер тле структур с / £ 21, следует ожидать значительного умоаылшшя концентрации кластеров с / = 8, величина которой будет соизмерила с концентрацией кластеров с = 7.

Объединение молекул воды в кластерные соединения сквпвален-тно увеличению их молекулярной мае си ¡.1, существенно изменяющей термодинамические свойства воздуха. Зависимость молекулярной мас-си паров воды от их концентрации Ц0 и концентрация попов Я выражается йослулой

11 ПсЧЗ/в-П

Для выбранных р у = 103Па И у = 25,26 г/моль п р^ = 2*103Па М2 = 20,96 г/моль.

Расчет времени жизни кластеров с ¿= 7,8, исходя из выражения

П = */п1п1Ш , (4) .

где1/;- время жизни/'-х кластеров.с; Ч- -

кочцо'-тр^ния положительных и отрицательных кластеров ' соответственно,м-3; 8 - отношении числа бинарных и тройных столкновений; О - сечение столкновении двух кластеров,!/"; ]>- средняя скорость движения молекул,ц/о. составляет соответственно ^ = 107с, с.

Взаимосвязь времеш! нпзни и концентрации мастеров описывается системой уравнений

'Пл=пА, ¡и-Г1и/к1гпй ■ {5) .

где ¿- константа, определяемая как ¿ = ¡^(Кц- По)

Для кластеров с 1= 8 и парциального давления рг= 2-Ю3 Па система уравнений примет вид

'Ь - Чт . (6)

Графическая зависимость концентрации /13 и времени казни ^ . кластеров от концентрации конов Л приведена на рис.2. Как еэдно из рисунка увеличение концентрации ионов Л в смеси приводит к увеличению концентращш мастеров /13, в то время как время их гп"нипропорционально уменьшается. Так для предельного значения концентрации ионов /1= 1022м~3» с> в то время как

для /1 = 6 ,54-10'

,20

Tg= 22 с. Энергетический газоразрядный пара-

метр указанных точек соответственно равен I04 Др/м3 (2,7 Вт/м3). и 1,3 I03 Дж/мэ (0,35 Вт/м3).

20, i 2/

Рис.2. Зависимость концентрации H¡ и времени жизни Гя кластеров от концентрации ионов /I

Как видшл из уравнения состояния влажного воздуха

BT-Rc-T(M,m-S), (7)

где Удельная газовая постоянная сухого воздуха,к^/с^- Кт; £ - уделыюо влагосодерканяе,г/г •

- удельный объем влаглого воздуха,!.".3/г, детерминировгишый кооффициент определяется выражением

im^i^i , (8)

где Мс~ молекулярная масса сухого воздуха,г/моль;

/»^-.молекулярная масса паров воды,г/моль и для условия процесса кластерообразования является величиной 'переменной. Следовательно в атом случае уравнение(7) примет вид

B-r-Rc-Tli+VSl , <9>

где 1//= Мс/ Д/^-молекулярная масса смеси паров, воды и гид-ратировшшых ионов.

Для выбранных р L = Ю3Па, % ~ 0,146 и p¿ = 2-Ю3Па, (i¿=0,382. Уменьшение коэффициента 'при налишш фактора электроразрядного ' воздействия на азросрсду в формуле(9) имеет физическую интерпретацию при ¡Г= жи>1 i Т = Cüful как уменьшение парциального давления паров воды.. 8

Интенсивность потока влаги при изотермических условиях сушки выражается формулой

(¡т^т (рн-р)-760/В , (Ю)

гдепоток влаги из материала,кгД^»с;

коэффициент влагообмона, отнесенный к разнице' парциальных давлений,кгДг■ с•Па;

Рн- давление насыщенных паров воды в воздухе,Па.

Зависимость парциального давления р от электроразряцного фактора требует необходимости модификации формулы(Ю)

где о^- М1/Мп - коэффициент кластерообразопания, выражающий уменьшение давления паров воды.

Для выбранных примеров (¿= 20°С, р/= Ю3Па, р^= 2-Ю3Па) интенсификация процессов сушки монет составить 40 % и 16 % соот-ветствишо.

Р третьей главо приведены программа, методика и средства проведения экспериментальных исследований.

Программа экспериментальных исследований включает в себя получение количественных к качественных показателей процесса суш-га зерна (пшеницы и ячменя) в зависимости от факторов влажности воздуха и зерна, температуры теплоносителя, электрического газового разряда. Методика исследований предусматривает проведение многофакторных экспериментов определения зависимости скорости сушки ^ , /'/ч от нижеуказанных факторов. В качестве варьируемых факторов выбраны температура воздуха {, в интервале от 20°С до 40°С, относительная влагаюсть воздуха от 30 % до 80 %, влажность зернаот 20 %■ до 30 %. электроразрядное воздействие ? от 2,26-Ю6 В/м до 2,56-.10 В/м. В ходе экспериментов определялись параметры других факторов: продолжительность опыта, скорость потока воздуха, температура зерна, атмосферное давление, параметры газового разряда (частота следования импульсов, мощность), концентрация озона. В отдельных опытах определялись биологические свойства семян-(всхожесть, энергия прорастания). Исследования проводились га основании соответствующих ГОСТов и "Частной программу - методики проведения испытаний электроиошгай установки для сути зерна". Обработка материалов проводилась с использованием

иатсттотсо-статкстических. методов па 'Ж'. IE;',! PC/XT п пакета прикладных программ "Матстатистик". Полученные материалы позволили составить уравнение регрессии, проверить адекватность математической модели к провести анализ.

Для экспериментальных исследований была разработана и изготовлена термостатчфовшшая лабораторная установка, позволяющая вести длительные опыты с поддержишом выбранных параметров в соответствии с диапазонами варьируемых факторов. Устройство установи; позволило проводить одновременные опыты для контрольного и опытного (с элек-троразрдцнш воздействием на поток воздуха) каналов. Идентичность параметров каналов и синхронность проведения опытов позволили свести к минимуму погрешности от мелющихся при отом внешних па-раметров( температуры, давлешш, влажности нарувного воз,духа). Установка оснащена соответствующим комплексом контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры.

В четвертой главе изложены результаты экспортлонталышх исследований процесса сушки семян при элсктроразрядном воздействии на поток воздуха, определены его количественные и качественные показатели.

В качество материала сушки использовались ячмень "Роланд" и пшеница "Ленинградка". В связи с выявленной идентичностью закономерностей протекания процессов сушки приводятся результаты опытов для ячменя.

Нахождение параметров проводилось путем анализа двумерных сечений поверхностей откшша ^ =/ (W > f ) • j/ ~ J( i <f ^ < l/~J(P, ?) ■ U~ i,p), построешгых по получепноцу уравнению регрессии

-O.OOH-p+DftOh-W'-Offl-? + D.№-'p* '

Аналиа сечения поверхности отклика f ) при

р = 27'102Па,£= 39°С (рис.За) показывает, что с увеличением исходной влалшости зерна от 23 % до 31 % скорость сушки возрастает от 1,31 /о/ч до 1,64 %/ч. Скорость сушки такие возрастает при уменьшении значения f вплоть до величины зажигания газового разряда. Например, уменьшение f от 2,56-Ю6 В/и при Wc 25 % приводит к увеличению скорости сушки от 1,25 %/ч до 1,38 %/ч.

На рис.36 приведено сечение поверхности отклика ^ =/( i , f ) при р'= 16,3-Ю2 Па, W = 27 %. Эквипотенциальные линии в диалазо-не f = 0...2.28-I06 Б/м являются теоретическими и приведены для

1.x 10*

hx!0

1 *В/

I

¿И 25" 27 2Р 31

„ 1 0) ¡З'Ш'Па

28

19 23 27 31

* 3)

35

£0 мтмад "оЯя/зсгь

36 32 23 2Л 20 1S

ig .23 27 3/ 35 ¡3 ifC ' {6 20 2U 2В 32 35 4Q Р/Ю'Ла

8) г)

Рпс.З. Двумерные сечения поверхностей отклика зависимости скорости сушкиу %/ч от факторов: а) ¿¿ = /( W,f) при р = 27*10 Па, ¿ = 39°С; ö) Jt = /( h . ? ) при р = 16,3-Ю2 Па, W = 27 JS-в) jp «/( l . у?) при 27 tf, f s 2,28-Ю6 Ъ/щ Г) ^ =/(р , ? ) при 27 ¿= 39°С

сопоставления значений скорости суши в контроле (f= 0,

- I9...39°C). Так , значение скорости сушки if = 1,54 достигается при:наличии электроразрядного воздействия ? = 2,26-М6-2,56-10 В/м и i = 24..,25°С и соответствует в контроле 28°С, что эквивалентно нагреву воздуха на 3...4 °С. Параллельность эквипотенциальных линий указывает на независимость увеличения <лсо-рости сушки в ohjto по сравнению с контролем(ускорошт) в иссле-довапногл диалазоно температур,

Ссченио поверхности отклика ^ = i,p) при W= .27 %,

»

л

1 = 2,28-10 Б/и показывает, что ускорение сушш наблюдается при увеличении температуры и умоньшешш давлешя паров воды. Существует также другой градиент ускорения при приближении давшим • паров воды к линии насыщения. Так, скорость сушш £ - 1,7 %/ч одинакова при i = 28°С, р = 24,7-Ю2 Па и i = 22°С,р=26,4-Ю2Па, что оквцвалентно нагреванию воздуха на 6°С.

Анализ сечешш поверхности отклика у =/(/?, J ) при Iл/ =27°С, = 39°С для ? - 2,20-Ю6 В/м показывает увеличение скорости сушки от 0,8 %/ч при р = 32-Ю2 Па до 2,3 %/ч при р = I8-I02 Па. Уменьшение фактора ? в пределах от ? = 2,56-10® В/м до f = 2,28*10® В/м приводит к ускорению сушки на 0,12 %/ч, что эквивалентно осушению воздуха на 3-Ю2 Па.

Полученные результаты согласуются с основными положениями разработанной кластерной теории гидратации аэросреды пряменитель-но к процессу алагомассообмена при сушке семян зерновых. Taie:

- увеличе!ше скорости сушки при уменьшешш электроразрядного фактора до величины зажигания газового разряда можно объясшиь увеличением вромсни шзга мастеров за счет снижения концентрации объемного заряда,

- выявленные количественные закономерности увеличения скорости сушш при увеличении парци/ального давлешш паров воды есть

следствие интенсификации процесса кластврообразования,

- исследования подтвердили, что температура в рабочем диапазоне. практически но влияет на ускорешю сушки,

- исследования показали ускорешю процесса сушки при стремлении давлешш паров воды к насыщению, что хорошо согласуется с модифицированной форцулой(П).

•Результаты опытов позволяют сформулировать практические рекомендации :

- целесообразно использование режимов электроразрядного воздействия на поток воздуха при сушке семян в режиме активного вентилирования без или с незначительным подогревом воздуха, что позволит в условиях НЗ РФ снизить энергозатраты более чем на 30> с получением качественных семян,

- эффективность применения приемов алектроразрядного воздействия на воздух возрастает с увеличением парциального давлешя паров воды, наибольший эффект достигается при 80 %,

- разрабатываемые ТС должны обеспечивать надежность газового

пробоя при любих влажиостях воздуха и рстулгровгчлто питснслгнсстл межтро^ллрядпого ВОЗДСНСТППЯ путем изменения чпетоты следования импульсов,

- ускорите супгг;!! чс::!упчатых культур (овса, ячменя) незначительно вшо (на 5 Л) чем голозерных.

В пятой главе изложено описание технических средств ПОН-2, технологические приемы их использования и результат:; производственной проверки, проведенной в ра:л:ах Государственных испытаний на Кировской И1С с определением экономической эффективности.

ПСН-2 (рис.4) состоит из электронного блока - I и блока разрядников - 2. Электронннй блок предназначен для выработки импульсного высоковольтного напряжения, подаваемого на блок разрядников. Блок состоит из функциональных блоков ппташтя, систем управления л аварийного отключошш, высоковольтного блока. Технические параметры этого блока позволяют вырабатывать импульсные напряжешт величиной до 20 кВ с частотой до 5-Ю3 Гц. Потребляемая мощность устройства до I кВт.

Рис.4. Блок-схема устройства электроразрядпого воздействия на поток воздуха ПОН-2: I - электроники блок, 2 - блок разрядников

Блок разрядников предназначай для злектроразрядного воздействия на поток воздуха и состоит из пятидесяти разрядных элементов, устанавливаемых в плоскости поперечного сечения воздуховода. Разрядные элементы представляют собой коаксиально расположенные электродаразделенные стеклянным диэлехтриком и воздушным промежутком, в котором формируются газовые разряды.

/

Варианты установи! разрядника ИОН-2 приведены па рис.5. При этом он монет устанавливаться в разрыв технологической цепи воздушного потока как до теплогенератора, так: и после.

Рис.5. Схема подключения ИОН-2 для сушки семян при агрегатпровшши с бункером БВ-40: I- электроразрядное устройство, 2- теплогенератор, 3 - вентилятор, 4 - бушеор БВ-40

Испытания ПОН-2 в агрегате с бункером активного вентилирования БВ-40 показали интенсификацию' процесса сушки семян более чем на 30 ¡2, что соответствует абсолютному повышению его производительности на 1,94 т-%/ч, оплачено улучшение биологических свойств ссиян, в том числе, всхокестп на 4.,.5 % и знергш прорастания на 14...21 %,

Эйоношческии еффект составил 645 руб. на I бункер ( в ценах 1990 года). • *

1. Анализ существуют способов и средств сушш зерновых культур в условиях НЗ Р5 показывает Целесообразность использования приемов элсктроразрадпого воздействия на воздух с"'целью интенсификации процесса -сушка.

2. Теоретические исследования позволили разработать термодинамическую теорию гидратации аоросреды применительно к процессу

к

Т»

кг> «Л О

СО

ОЕЩЕ ВЫВОДЫ И ПРВДОШИЯ

глаготассообмена при супко семян зерновых. Злектроразрлдноо воздействие на во?дух, содер-т.г.ш пари пода, приводит к образованна мпогомолекулярнкх гидрлтированных пошшх комплексов (кластеров) зэда Л+(Н2С)^ и А'и^О^ с /= 1...8 и более молекул.

3. Увеличение степени олсктроразрядного воздействия (концентрации ионов) ¡фиводит к увеличения концентрации кластеров с одновременным уменьшением времени их ;;ашнн. 01феделена зона оптимального использования здектроразрядного воздействия на воздух с параметрами концентрации конов /2= 6,54-Ю20...5-1021 м~3 и времени млзнл кластеров V - 22...3 е., характеризующаяся энергетическими параметры/:!! 1,3-Ю3. ..10^ Дл/м3.

4. Объединение молекул воды в кластерные соединения приводит к изменению молекулярной массы паров воды и, как следствие, уменьшению их парциального давления. Для описания влагомассооб-мешшх процессов сушки при изотермических условиях и наличии фактора электроразрядного воздействия предлагается формула

~Р>т'(Рт-р/Лг.*)'Т60/В , в которой вводится коэффициент кла-• стерообразования .

5. Экспериментальные исследования процесса сушки при электроразрядном воздействии на воздух показывают рост относительней скорости сушки при увеличении давления паров воды, что эквивалентно нагреванию воздуха на 2...С°С. При изобарическом процессе скорость суглш возрастает с увеличением относительной влажности воздуха. Фактор температуры в проведенном диапазоне исследований не оказывает влияние на ускореггае процесса сушки при электроразрядном воздействии па поток воздуха. Целесообразно лепользовагше ■ приемов элсктроразрядного воздействия на воздух при- сушке семян

в режиме активного вентилирования без или с незначительная подогревом воздуха.

6. Исследования показывают максимальную интенсификации процесса сушки в области зажигания газового разряда(2,26*10®В/гл). Целесообразно вести регулирование .концентрации зарядов аэросреды путем изменения частоты газ9взго .разряда.

7. Производственные испытания устройства электроразрядного воздействия ИОН-2 показали ^высокую эффективность 1штенсификации процесса сушки (более-чем.на 30 %), что соответствует абсолютному новщчешга производительности бункера активного вентилирования Н!-40 на 1,94 т-Я'/ч, улучшение биологических свойств (всхожести

на 4...5 %, энергия прорастания на 14...21 %). Экономический, оффокт составляет 645 руб. на I бункер (в ценах 1990 года).

Основные полокенпп днссортапнп изложат; в сделало::;;;* работах:

1. Павлшс В.А..Тихенький В.И. Средства энергосберегающего процесса злектроиошюй сушки сельскохозяйственной продукции// "резней докладов П Всесоюзной научно-технической конфоренщн1. "Энергосберегающее электрооборудовшше для ЛПК". -У.,1990. -С.77.

2. Павлик В.Л. .Тихенький В.1!. Исследование электроразрядного воздействия на воздух в процессе послеуборочной обработки и хранения сельскохозяйствешюй продукции// Тезиец докладов Республиканской научно-практической конференции. -Ташкент, 1990.-С.61-63.

3. Павлик В.Л..Тихенышп Б.И. Повышение эффективности сушки и качества семян при электроразрядном воздействии на еоздух// Материалы научно-практической ко1!ференции "Научные проблемы технического обеспечения ЛПК НЗ РСФСР", -С.-Петербург,1991.-С.128-130.

4. "Протокол а 12-61-90 (112/410) от 21.12.1990 г. Государственных приемочных испытаний опытного образца зледстроионизатора-озонатора ИОН-2. - Ордчи, Х990. - 21 с.

5. Отчет о НИР "Разработать п внедрить технические средства для злектроиошюй суш-л семян зерновых к сушилкам бункерного исполнения с расходом теплоносителя до 10 -Ю3 ц3, обеспечиващие повызещш производительности процесса сушки на 30...50 %". Проведение экспериментальных исследований а разработка исходных требований на технические средства для олектроиошюй сушка семян зерновых (заклвчительнцй), работа 13.2, договор 0080, прогр&лма 05^.03, этап ОЗ.ОЭ.ЖГ, й гос.региотравдн 01920014012. - С.-Пб., 1992.

6. Павлшс В.А. .Тихенький В.И. Электроразрядная обработка воздуха при сушке и хранении сельскохозяйственной продукции/ Техника в сельском хозяйстве.-{Л. ,1993, И.-С.15.