автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности процесса сушки зерна пшеницы осушенным воздухом в шахтных зерносушилках с тепловым насосом

На правах рукописи

ЕВДОКИМОВАлексей Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ КОНДИЦИОНИРОВАННЫМ ВОЗДУХОМ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2004

Работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки зерна ГОУ ВПО Воронежской государственной технологической академии

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Шевцов Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Красовицкий Юрий Владимирович; кандидат технических наук, доцент Денисов Геннадий Александрович

Ведущая организация: ОАО «Воронежский экспериментальный

комбикормовый завод»

Защита диссертации состоится 28 декабря 2004 года в 1430 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.035.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394000, г. Воронеж, проспект Революции, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан 26 ноября 2004 года

'Я.

Ученый секретарь диссертационного овета"-А.А. Шевцов

У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Российская Федерация является крупнейшим производителем зерна. Наметившийся в последние годы рост сбора урожая зерновых позволяет ежегодно увеличивать объемы поставок зерна отечественному производителю, а также наращивать его экспорт. Если в 1998 г. валовой сбор зерна составил 47,9 млн. т., то в 2004 г. - более 70 млн. т. Наибольший удельный вес в структуре зерновых занимает ведущая культура - пшеница, на долю которой приходится более 40 % от общего сбора урожая. В этой связи сушка, как важнейшее звено послеуборочной обработки зерна, должна в кратчайшие сроки обеспечить его полную сохранность.

При дефиците энергетических ресурсов ставятся вопросы о рациональном использовании энергии в процессах сушки зерна.

В технике сушки широкое применение находят тепловые насосы, которые позволяют довести зерносушильные установки до высокого энергетического совершенства. При этом значительно снижаются затраты энергии (до 30 %), а осуществление «мягких» режимов сушки улучшает качество высушенного зерна.

Современные тенденции в развитии теории сушки подготовили условия для научного подхода к созданию новых энергосберегающих технологий сушки зерна пшеницы в замкнутом цикле по сушильному агенту при наиболее рациональных с энергетической точки зрения схемах подключения теплонасосной установки. Представляется, что именно это направление позволит повысить энергетическую эффективность процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках.

Значительный вклад в развитие теоретических основ тепломассообмена в сушильных процессах внесли А.В. Лыков, А.С. Гинзбург, Б.М. Смольский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов, Б.И. Леончик, Р.И. Шаззо, В.М Шляховецкий, В.И. Жидко, И.Т. Кретов, Н.В. Остапчук и др.

Работа проводилась в соответствии с тематическим планом НИР Воронежской государственной технологической академии по научному направлению кафедры технологии хранения и переработки зерна «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатываю-щих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16821).

Цель диссертационной работы: повышение энергетической эффективности процесса сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом в шахтных зерносушилках за счет максимальной рекуперации и утилизации теплоты отработанного сушильного агента.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследования:

1. Составить структурную модель

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ) БИБЛИОТЕКА I

гии сушки зерна в замкнутом цикле по сушильному агенту с применением теплонасосной установки; выполнить процедуры анализа и синтеза предлагаемой технологии как системы процессов.

2. Разработать на основе выбранной топологической структуры сушильной технологической системы (СТС) математические модели процессов: сушки зерна при перекрестном движении агента сушки через слой зерновой массы; осушения сушильного агента в рабочей секции испарителя (модель образования «снеговой шубы»); регенерации резервной секции испарителя (модель оттайки «снеговой шубы»).

3. Провести экспериментальные исследования и выполнить идентификацию математических моделей по реальным экспериментальным данным.

4. Разработать пакет прикладных программ комплексного анализа процессов СТС с применением ЭВМ.

5. Решить задачу оптимизации процесса сушки зерна в прямоточной шахтной зерносушилке с тепловым насосом.

6. Разработать способ сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом и алгоритм управления для его осуществления.

7. Провести апробацию предлагаемого способа сушки в производственных условиях.

Научная новизна. Обоснован способ сушки зерна кондиционированным воздухом с использованием теплонасосной установки, в которой размораживание секции испарителя осуществляется за счет теплоты отработанного сушильного агента. Разработаны математические модели следующих процессов: сушки зерна пшеницы при перекрестном движении агента сушки через слой зерновой массы; конденсации влаги из влажного воздуха в «снеговую шубу» при его осушении в рабочей секции испарителя теплонасосной сушильной установки; размораживания «снеговой шубы» отработанным сушильным агентом на охлаждающей поверхности секции испарителя, работающей в режиме регенерации.

Новизна технических решений подтверждена патентами Российской Федерации № 2204097 и 2238493.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработано информационное, математическое и программное обеспечение процессов: сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом; конденсации влаги из сушильного агента в «снеговую шубу» на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя; размораживания резервной секции испарителя. Определены рациональные параметры этих процессов, что позволило повысить энергетическую эффективность сушильной технологической системы и обеспечить высокое качество/высушенного зерна.

Расчетный экономический эффект от внедрения способа сушки и способа управления на одной шахтной зерносушилке ДСП-32 составляет 525 тыс. р. в год.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2001 по 2004 гг.); международной научной конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (Краснодар, 2002 г.); третьей международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Республика Беларусь, Могилев, 2002 г.); XV международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.); всероссийской научно-практической конференции: «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003 г).

Результаты работы демонстрировались и были отмечены дипломами: 17-й межрегиональной выставки «Продторг» (Воронеж, 2003 г.), международной выставки «Центрагромаш» (Воронеж, 2003 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе получено два патента Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 140 наименований. Приложения к диссертации представлены на 28 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние теории, техники и технологии сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом; обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии техники и технологии сушки зерна; определены основные направления совершенствования процесса сушки в шахтных зерносушилках кондиционированным воздухом; сформулированы цель и задачи диссертационной работы; обоснованы методы их решения.

Базируясь на методологии функционально-структурного подхода в системном анализе, составлена операторная модель СТС (сушильной технологической системы) (рис. 1).

Рис. 1. Операторная модель сушильной технологической системы: А -подсистема сушки зерна, операторы: 1 -дозирования; 2 - соединения с сохранением поверхНОСТи раздела; 3 - нагревания; 4 - сушки; 5, 7 - охлаждения; 6 -хранения; Б - подсистема кондиционирования сушильного агента, операторы: 1,2- рекуперативного теплообмена; 3 - изменения агрегатного состояния хладагента; 4 - разделения потоков; 5, 6, 7 - охлаждения; В - подсистема подготовки сушильного агента, операторы: 1,4,5 - нагревания; 2 - изменения агрегатного состояния хладагента; 3 - рекуперативного теплообмена; Г - подсистема сброса и годпитки сушильного агента, операторы: 1 - разделения потоков; 2 -соединения без сохранения поверхности раздела

Рассматривались материальные потоки СТС по высушиваемому продукту и сушильному агенту, подготовка которого осуществлялась в замкнутом цикле с применением теплового насоса. Каждый элемент СТС представлялся как технологический оператор, качественно и количественна преобразующий физические параметры входных материальных и энергетических потоков в выходные.

В соответствии с операторной моделью влажное зерно предварительно подогревается отработанным сушильным агентом, затем подается на сушку, после чего высушенное зерно выводится из СТС (подсистема А).

Отработанный сушильный агент охлаждается посредством рекуперативного теплообмена кондиционированным (осушенным и охлаж-

денным) сушильным агентом (подсистема Б). В данной подсистеме происходит осушение сушильного агента за счет конденсации из нгго влаги с образованием «снеговой шубы» на охлаждающей поверхности, при этом используется тепловой потенциал отработанного сушильного агента для размораживания «снеговой шубы».

В подсистеме В обеспечивается последовательное нагревание кондиционированного сушильного агента сначала за счет конденсации паров хладагента, а затем - дополнительного нагрева до заданной температуры, после чего он подается на сушку зерна с образованием замкнутого цикла. Подсистемой Г предусмотрен (в случае необходимости) сброс излишней влаги с одновременной подпиткой отработанного сушильного агента свежим.

При проектировании СТС на основе системного подхода сформирована общая схема исследований (рис.2).

Рис. 2. Экспериментальные и аналитические исследования при проектировании СТС: 1 - формирование задачи; 2 - синтез решений; 3 - анализ решений; 4 - выбор оптимальных решений

Во второй главе приведено аналитическое решение математической модели связанного тепломассопереноса в подвижном слое дисперсного материала при следующих допущениях: пренебрегалось потоками тепла в слое за счет теплопроводности в сравнении с конвективными потоками; не учитывалась усадка и градиент давления; рассматривалось пространственное распределение полей температур и влагосодержаний в системе координат (х,г); форма поверхности единичных зерен представлена в виде неограниченного цилиндра, пре-небрегалось аксиальной влагопроводностью и термодиффузией в единичном зерне.

Математическая модель процесса сушки зерна, движущегося непрерывным потоком, представлялась в виде системы уравнений, связывающих температуру в и влагосодержание и дисперсного материала:

(1)

где

с граничным условием ди (г,х, г)

ог

"я-"'

с начальными условиями

(2)

(3)

(4)

(5)

и условием симметрии

ди(т,х,г)

дг

= 0) в(т,0)=/(т).

(6)

г=0

Система уравнений (1)-(6) была приведена к безразмерному виду:

(7)

с граничным условием

с начальными условиями

и условием симметрии

(10)

(11)

Стационарное состояние объекта сушки определялось следующей системой уравнений:

{ ......N

(12)

(13)

Система уравнений (12) - (13) решена методом прямых, в соответствии с которым радиус частицы делился на п частей и для каждой к -ой прямой записывались конечно-разностные соотношения в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений:

с начальными условиями

«7,1=1, / = 1,2,...,« ; Г|=1.

(18)

Уравнения (14)—(18) решены при п = 4 методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности. Разработан программный модуль расчета процесса сушки на языке МаекСАБ.

Для идентификации параметров математической модели процесса сушки по схеме ВНИИЗа создана экспериментальная установка (рис. 3), позволяющая адаптировать процесс сушки зерна к шахтным зерносушилкам.

19

Рис. 3. Экспериментальная установка для исследования процесса сушки зерна: I - сушильная камера; 2 - распределитель воздуха; 3 - кольцевая система воздуховодов; 4 - кассета с зерном; 5 - диафрагма; 6 - калорифер; 7 - трехходовой кран; 8 - вентилятор; 9-термопары; 10-потенциометр; 11,16-регуляторы; 12,17-исполнительные механизмы; 13 - импульсные трубки; 14 - дифманомегр ДМ; 15 - вторичный прибор КСД; 18 - заслонка; 19 - гигрометр «Волна -2М»

Посредством многоходового распределителя изменяли направления потока сушильного агента через кассеты с толщиной слоя зерна 100 мм. Место ввода агента сушки имитировали как подводящий короб шахтной зерносушилки, а место вывода - как отводящий короб. Последовательность изменения направления потока соответствовала периодичности перемещения зернового слоя относительно коробов в шахте зерносушилки. Параметры сушильного агента изменялись в следующих интервалах: температура 403...423 К; скорость 4,0...6,0 м/с; влагосодержание 0,005...0,025 кг/кг.

На рис. 4 показаны совмещенные расчетные кривые нагрева и сушки зерна пшеницы и экспериментальные точки. Кривые скорости сушки (рис. 5), полученные методом графического дифференцирования, свидетельствуют о наличии только второго периода сушки и организации процесса в непрерывном режиме.

Идентификация математической модели, (7)—(13) проводилась путем минимизации суммы квадратов отклонений расчетных и экспериментальных значений влагосодержаний и температур зернового слоя в местах отбора проб для всех режимов.

Идентифицируемыми параметрами являлись коэффициенты теплообмена А и массообмена В. Численный эксперимент позволил найти значения А = 0,329 кДж/(м3 -К-с) и В = 4,05-107 м/с, которые обеспечили наилучшую сходимость расчетных и экспериментальных данных. Их отклонение по абсолютному значению не превышало 12,3 %.

Третья глава посвящена моделированию тепловых процессов в испарителе теплонасосной установки.

При моделировании нестационарного процесса конденсации влаги из отработанного влажного воздуха в «снеговую шубу» приняты следующие допущения: стенка ребра испарителя и «снеговая шуба» для влаги непроницаемы; перенос вещества происходит в направлении нормали к поверхности испарителя; теплота переохлаждения, термо- и ба-родиффузия отсутствуют; граница «снеговой шубы» параллельна поверхности испарителя; внутренние источники теплоты отсутствуют; температура в «снеговой шубе» и ребре испарителя изменяется по линейному закону.

Из условия равенства тепловых потоков на границе «снеговая шуба» - «стенка ребра испарителя» получено уравнение:

Представляя логарифмическую функцию, входящую в уравне-

ние (19), в виде ряда Маклорена в точке ¡+¿¡8

и принимая во вни-

мание только два первых члена ряда, получена приолиженная зависимость 6 = б(т):

¿¡(ТЬрЧР*-«(*)> (20)

где

2 ( Л

д(т) =

(А/В)

Л/ - (А/В

2 Л,

В Л

А

Вт РЧ

ЛГ-(А/В) ^

2 Л,

С помощью выражения (20) можно рассчитать толщину «снеговой шубы», изменяющуюся во времени, при конденсации влаги из отработанного сушильного агента на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя.

Численный эксперимент позволил выполнить «настройку» параметров модели (19)—(20) путем сопоставления экспериментальных данных, с полученными на установке (рис. 6). В соответствии с методикой эксперимента влажный воздух вентилятором 3 через калорифер 5 по воздуховоду б подавался в испаритель теплового насоса 8, где водяные пары воздуха охлаждались, достигали «точки росы» и выпадали на теп-лообменной поверхности испарителя в виде капельной влаги или снега (инея), затем при постоянном влагосодержании воздух подогревался в конденсаторе 9 теплового насоса и в дальнейшем использовался в качестве сушильного агента.

Идентифицируемым параметром модели (19)—(20) являлся коэффициент теплоотдачи от влажного воздуха к поверхности «снеговой шубы». Его значение оказалось равным 2870 Вт/(м2-К). Экспериментальная проверка (рис. 7) показала удовлетворительное схождение результатов моделирования с отклонением расчетных от опытных данных по абсолютному значению 13,2 %.

Рис. 6. Экспериментальная установка для исследования процесса осушения воздуха

1,2 - заслонки; 3 - вентилятор; 4 - пневматическая форсунка; 5 - калорифер; 6,7 - воздуховоды; 8 - испаритель; 9 - конденсатор; 10 - электродвигатель; 11 - компрессор; 12-теплообменник; 13 -терморегулирующий вентиль; 14 - вентиль

Рис.7. Зависимость толщины «снеговой шубы» от времени при различных значениях вла-госодержания воздуха х, кг/кг: [-0,001; 2-0,015; 3-0,020; 4-0,025;

5-0,030;

Т, = 328 К; у 5,5 м/с;

Рис. 8 Температурные кривые, соответствующие времени образования «снеговой шубы» на ребре испарителя. - относительные координаты по толщине ребра испарителя и слоя «снеговой шубы» соответственно; у - толщина ребра испарителя; - функция,

характеризующая скорость образования «снеговой шубы» при «I = Агк, тк= 1,...,10; йт- временной интервал; режим осушения воздуха: Г/ = 328 К; V = 5,5 м/с; XI = 0,02 кг/кг

Выполненные аналитические исследования позволили получить решение задачи (19Н20) по определению зависимости температуры ребра испарителя и «снеговой шубы» от времени в направлении нормали к теплопередающей поверхности для различных временных интервалов (рис. 8).

Математическое моделирование процесса размораживания секции испарителя, работающей в режиме регенерации, за счет конденсации пара из паровоздушной смеси на вертикальной поверхности «снеговой шубы» рассматривалось с учетом допущений, ранее сформулированных при решении задачи конденсации влаги из отработанного воздуха. Конденсация пара из паровоздушной смеси на слое «снеговой шубы» приводит к интенсивному плавлению последней. Жидкость стекает вниз и удаляется из секции (рис. 9).

Рис. 9. Теплопередача при конденсации на вертикальной стенке: 8г - толщина пленки конденсата на расстоянии х от начала координат; 11х,(Хх удельный тепловой поток через пленку конденсата и коэффициент теплоотдачи на том же рас-

стоянии;

в

соответст-

венно температура плавления снеговой шубы (льда) и температура границы жидкой и газообразной фаз; х,у- координаты

Математическая модель рассматриваемой задачи представлена в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений Нус-сельта:

= о;

4У* ф1

при начальных и граничных условиях:

Т(0) = Та, и^(0) = 0; Т(5) = ТЬ,

Л* X А'у

= о >

(21)

(22)

у=8

и уравнения материального баланса для элемента поверхности протяженностью йх:

й(ру>х8)-

АТ

1 1

— + —

(23)

где у/х - средняя скорость движения жидкости в пленке.

Из решения уравнений (21)—(23) имеем: 6 =

гг„

Р 8 ■ -т /

Уравнение плавления «снеговой шубы» использовано в виде

(24)

где

(25)

После интегрирования уравнения (25) получено выражение для расчета времени плавления «снеговой шубы» с начальной толщиной Лд при одностороннем плавлении:

ч3

т = 1,06 р Ас

VI

хж дг

г + г,„

(26)

При увеличении содержания воздуха в паровоздушной смеси скорость плавления значительно замедляется. Расчет процесса плавления «снеговой шубы» в этом случае выполнялся с учетом диффузионного сопротивления потоку пара со стороны неконденсирующегося газа. В соответствии с плёночной теорией массовый поток пара определяли по формуле

¡Л1 кт р-р0

(27)

Поскольку пар в непосредственной близости от жидкой плёнки был насыщенным, зависимость его давления от температуры поверхности жидкой плёнки определялась соотношением:

(28)

Тепловой поток, выделяемый при конденсации пара:

9 =

РРГ-,П.Р-Р»

КТ Р-Ро

(29)

В общем случае затраты тепла на оттайку «снеговой шубы» составляют:

+ Qп +2в . (30)

здесь <2ц - затраты теплоты на нагрев «снеговой шубы» до температуры плавления льда:

Qп - затраты теплоты на плавление «снеговой шубы»:

Qв - затраты теплоты на нагревание воды:

0в=свт(тв-тт), (33)

Располагая общим количеством теплоты, затраченным на размораживание «снеговой шубы» 2, можно определить время ее размораживания с учетом диффузионного сопротивления со стороны воздуха:

т = я!<2. (34)

Результаты моделирования процесса размораживания секции испарителя, работающей в режиме регенерации, представлены на рис. 10 и 11. Анализ сравнение расчетных и экспериментальных данных показал, что их отклонение по абсолютному значению не превышает 13,2 %.

Рис. 10 Зависимость продолжительности размораживания «снеговой шубы» от ее толщины при различных значенияхтемпе-ратуры сушильного агента Т, К: 1 - 323,2 -333,3-343,4-353

Рис. 11. Зависимость продолжительно-ал размораживания «снеговой шубы» от расхода сушильного агента при различной ее толщину, м\г 1 - 20; 2 -15; 3-10.4-5

В четвертой главе предложен методологический подход к выбору оптимальных решений при сушке зерна в прямоточных шахтных зерносушилках с тепловым насосом на основе построения экстремальных характеристик, однозначно связывающих количество удаляемой из зерна влаги в единицу времени и расход сушильного агента с удельными теплоэнергетическими затратами.

На основании анализа теоретических и экспериментальных данных предложен способ сушки и алгоритм управления СТС (рис. 12), обеспечивающий рациональное использование вторичных энергоресурсов.

Рис. 12. Управления процессом сушки: 1 -сушилка; 2 - вентилятор; 3 - камера нагрева, 4 - теплообменник-рекуператор; 5 - компрессор; 6 - испаритель, 7, 8 - секции испарителя; 9 - конденсатор; линии: 10 - подачи зерна на сушку; 11 -отвода высушенного зерна; 12 - рециркуляции сушильного агента, 13 и 14 сброса и подпитки сушильного агента; 15 - рециркуляции хладагента; датчики: 16, 17,18-расхода; 19-20 -температуры; 21 и 22-влажности; 23 и 24 -влагосодержания; 25 -микропроцессор; 26 - 37 - исполнительные механизмы

В соответствии с предлагаемым способом сушки отработанный сушильный агент после предварительного подогрева влажного зерна в камере нагрева 3 подвергается охлаждению посредством рекуперативного теплообмена между кондиционированным (осушенным и охлажденным) и отработанным сушильным агентом в теплообменнике-рекуператоре 4. Дальнейшее охлаждение сушильного агента обеспечивается за счет его подачи на размораживание образовавшейся «снего-

вой шубы» на охлаждающей поверхности секции 7 испарителя б, работающей в режиме регенерации, а затем - на осушение в рабочую секцию 8 испарителя теплового насоса.

После нагревания кондиционированного сушильного агента сначала в теплообменнике-рекуператоре 4, затем в конденсаторе Р теплового насоса и далее в калорифере он подается в камеру сушки зерна с образованием замкнутого цикла.

Предлагаемый алгоритм управления процессом сушки зерна позволяет эффективно использовать низко- и высокотемпературный потенциал сушильного агента в теплонасосных зерносушильных установках; стабилизирует температуру сушильного агента на входе в сушилку, корректируя хладопроизводительность теплонасосной установки; значительно уменьшает тепловые нагрузки на конденсатор и испаритель теплового насоса, и, как следствие, обеспечивает снижение удельных энергозатрат на 10... 15 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Составлена структурная модель энергосберегающей технологии сушки зерна в замкнутом цикле по сушильному агенту. Выполнены процедуры анализа и синтеза предлагаемой технологии как системы процессов.

2. Решена математическая модель процесса сушки зерна при перекрестном движении агента сушки через слой зерновой массы, учитывающая связь температуры и влагосодержания дисперсного материала, движущегося непрерывным потоком. Модель позволяет определять поля температур и влагосодержаний зернового слоя.

3. Разработана математическая модель процесса конденсации влаги из влажного воздуха в «снеговую шубу», при его осушении в испарителе теплонасосной установки, в виде системы уравнений в частных производных второго порядка с подвижной границей нарастающей во времени «снеговой шубы»; решены задачи динамики образования «снеговой шубы» в зависимости от теплофизических параметров влажного воздуха.

4. Разработана математическая модель процесса размораживания (оттайки) охлаждающей поверхности секции испарителя, работающей в режиме регенерации.

5. Разработан пакет прикладных программ моделируемых процессов для ЭВМ.

6. Решена задача оптимального выбора скорости сушильного агента на входе в сушилку по минимальной величине суммарных теплоэнергетических затрат, приходящихся на единицу испаряемой влаги, с учетом ограничений на производительность сушилки и качество высушенного зерна.

7. Разработан способ сушки зерна в прямоточных шахтных зерносушилках с использованием теплонасосной установки и алгоритм управления для его осуществления, позволяющие снизить удельные энергозатраты на 10... 15%. Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемых технических решение/составил 525 тыс. р. в год.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

г - время, с; м/ - скорость движения материала, м/с; V - скорость сушильного агента, м/с; Яч - эквивалентный радиус частицы, м; ат -коэффициент диффузии влаги, м2/с; /с - температура сушильного агента, °С; с-теплоемкость зерновой массы, кДж/(кгК); Я0 - удельная теплота парообразования, кДж/кг; х - текущая координата м; г - координата вдоль радиуса зерна, м; 5 - толщина «снеговой шубы», м; теплофи-зические параметры «снеговой шубы»: Л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С); с - теплоемкость, Дж/(кг-°С); р - плотность, кг/м3; / -температура, °С; теплофизические параметры стенки испарителя: Яу -коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С); с\ - теплоемкость, Дж/(кг-°С); р\ - плотность , кг/м3; I, - температура, °С; 10,1р, - соответственно температура хладагента, температура на границе «стенка испарителя - снеговая шуба» и замерзания воды, °С; Иц, - энтальпия влажного воздуха на входе и выходе из испарителя; кДж/кг; -скорость конденсата, м/с; I - высота слоя «снеговой шубы»; Лж - коэффициент теплопроводности пленки, Вт/(м-К); уж - коэффициент кинематической вязкости конденсата, м2/с; г, гт - соответственно теплота парообразования и плавления снеговой шубы, Дж/кг; ¡3 - коэффициент массоотдачи, м/с-; рн - парциальное давление пара у поверхности, Па; р0 - парциальное давление пара вдали от поверхности, Па; Р - давление пара, Па; Т- абсолютная температура пара, К; /? - газовая посто-

X V

янная для пара, Дж/кг-К; Х=-, 1=--безразмерные координаты;

Ре Я Я

Ре=^- - критерий Пекле; а -коэффициент температуропроводности, а

2 1-9 и~г1П м/с; Т=—-- безразмерная температура; и ---—безразмер-

Г- ат " Л Г ат

ное влагосодержание; го=—- - критерии Фурье; 1и=-ш- - критерии К2 а

л0 \и0 - и.) ,

Лыкова; Ко=-7-- критерий Коссовича; Ко -SKo, S - кри-

с%-е)

терий фазовых превращений; Nu = — - критерий Нуссельта; Blm =-- массообменный критерий Био.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шевцов, А.А. Моделирование нестационарного процесса конденсации влаги из отработанного теплоносителя конвективных зерносушилок [Текст]/А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.Н. Зотов, А.В. Евдокимов//Вестник ВГТА. 2001. - № 6. -С. 31-35.

2. Шевцов, А.А. Энергосберегающая технология сушки зерна в рециркуляционных зерносушилках [Текст] / А.А. Шевцов, А.В. Евдокимов // Техника и технология пищевых производств. Материалы Ш-й Междунар. науч.-техн. конф. Могилев, гос. технол. ин-т. Могилев.: МГТИ. 2002. - 311 с. - С. 178 -180.

3. Шевцов, А.А. Оптимизация процесса сушки зерна [Текст]/ А.А. Шевцов, А.С. Шамшин, А.В. Евдокимов // Материалы международной научно-технической конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств»/ Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар. 2002. - 274 с. С. 220 - 222.

4. Шевцов, А.А. Утилизация и рекуперация вторичных энергоресурсов в схемах управления процессом сушки с применением теплового насоса [Текст] / А.А. Шевцов, А. В. Евдокимов // Материалы XL отчетной науч. конф. за 2001 год: В 3 ч./Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж. 2002. Ч. 1. С. 295 с. С. 210 - 212.

5. Павлов, И.О. Расчет температурных полей в высушиваемом слое дисперсного материала [Текст] / И.О. Павлов, А.А. Шевцов, А.В. Евдокимов// Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов XV Международ, науч. конф. В 10-ти т. Т. 3 Секция 3 / Под общ. ред. В. С. Балакирева. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002.180 с. - С. 110-112.

6. Шевцов, А.А. Управление осцилирующими режимами сушки зерна в прямоточной зерносушилке с тепловым насосом [Текст] / А.А. Шевцов, А.С. Шамшин, А.В. Евдокимов // Изв. вузов. Пищевая технология. -2002. -№ 4. - С. 31-33.

7. Шевцов, А.А. Алгоритм управления теплонасосной сушильной установкой для, термолабильных материалов [Текст] / А.А. Шевцов, А.В. Евдокимов, В.Н. Василенко // Автоматизация и современные технологии. -2004. -№ 7.- С.26 - 28.

8. Шевцов, А.А. Синтез и анализ структуры замкнутой сушильной системы для зерна и развитие модельных представлений ее эле-

ментов [Текст] /А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.В. Евдокимов // Вестник ВГТА.-2003.-№8.-С.31-35.

9. Шевцов, А.А. К вопросу повышения энергетической эффективности рециркуляционных зерносушилок [Текст] /АА Шевцов, А.В. Евдокимов, И.А. Мельникова//Материалы всероссийской научно-практической конференции: «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России». - Уфа: БГАУ, 2003.-481 с-С. 246-248.

10. Шевцов, А.А. Оценка эффективности работы зерносушилки с использованием теплового насоса по технико-экономическому показателю [Текст] /АА. Шевцов, А.С. Шамшин, А.В. Евдокимов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 12. - С. 46 - 49.

11. Шевцов, А.А. Системные исследования процесса сушки зерна кондиционированным воздухом [Текст] / А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.В. Евдокимов//Материалы XLII отчетной науч. конф. за 2003 год: В 3 ч./Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2004.4.2.268 с. - С. 70 - 71.

12. Шевцов, А.А. Моделирование процесса сушки зерна при перекрестном движении зернового слоя и агента сушки [Текст] / А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.В. Евдокимов// Научные подходы к решению проблем производства: Межвуз. сборник науч. трудов. - Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2004. - 392 с, С. 246 - 250.

13. Патент РФ № 2204097 Россия, МПК7 F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки [Текст] /Шевцов А.А., Евдокимов А.В., Зотов А.Н.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2001130844; Заявл. 13.11.2001; Опубл. 10.05.2003; Бюл. № 13. - 8 с.

14. Патент РФ № 2238493 Россия, МПК7 F 26 В 17/10. Сушилка для сыпучих материалов [Текст] / Шевцов А.А., Шамшин А.С, Евдокимов А.В.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2003104262; Заявл. 12.02.2003; Опубл. 20.10.2004; Бюл. №29.-17 с.

Подписано в печать Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 5"<?"?

Воронежская государственная технологическая академия (ВГТА) Участок оперативной полиграфии Адрес академии и участка оперативной полиграфии 394000 Воронеж, пр. Революции, 19

Основные условные обозначени я.

В в е д е н и е.:.

Г л а в а 1. Анализ современного состояния теории, техники и технологии сушки зерна пшеницы.

1.1. Влагообменные и теплофизические характеристики зерна пшеницы как объекта сушки.

1.1.1. Тепло-влагообмен с окружающей средой.

1.1.2. Перенос теплоты и влаги внутри зерна.

1.2. Моделирование процессов тепло - и массопереноса при сушке зерна пшеницы.

1.3. Применение теплонасосных установок (ТНСУ) в системах кондиционирования воздуха.

1.4. Методология системного подхода в задачах исследования сушильной технологической системы (СТС) с тепловым насосом.

1.4.1 .Синтез и анализ замкнутой СТС.

1.4.2.Цель и задачи исследований.

Г л а в а 2. Моделирование процесса сушки зерна.

2.1.Математическая модель процесса сушки в подвижном слое дисперсного материала при перекрестном движении зернового слоя и сушильного агента.

2.2. Численное решение математической модели процесса сушки зерна при перекрестном движении зернового слоя и агента сушки.

2.3.Идентификация параметров модели экспериментальным данным.

Глава З.Моделирование тепловых процессов в испарителе теплонасосной установки (ТНСУ).

3.1.Моделирование процесса конденсации пара из влажного воздуха в «снеговую шубу» на поверхности испарителя ТНСУ.

3.1.1 .Математическая модель образования «снеговой шубы».

3.1.2.Приведение модели намерзания «снеговой шубы» к краевой задаче в подвижной системе координат.

3.1.3.Определение зависимости намораживания слоя «снеговой шубы» на охлаждающей поверхности испарителя от времени.

3.1.4.Модель нахождения температурных полей в процессе образования «снеговой шубы».!.

3.1.5.Алгоритм определения температурных полей в процессе образования «снеговой шубы».

3.2.Настройка параметров модели намерзания «снеговой шубы» по экспериментальным данным.

3.3.Моделирование процесса оттаивания секции испарителя, работающей в режиме регенерации.

3.3.1.Математическая модель процесса размораживания «снеговой шубы».

3.3.2. Влияние неконденсирующихся газов на интенсивность плавления «снеговой шубы».

3.3.3. Пример численного счета времени оттайки «снеговой шубы» с использованием результатов моделирования.

Глава 4.Совершенствование способа сушки зерна кондиционированным воздухом.

4.1 .Оптимизация процесса сушки в прямоточной шахтной зерносушилке с тепловым насосом по технико-экономическому.

4.2.Программно- логический алгоритм системы управления сушильной технологической системы.

4 Выводы.

Актуальность работы. Российская Федерация является крупнейшим производителем зерна. Наметившаяся в последние годы положительная динамика по сбору урожая зерновых позволяет ежегодно увеличивать объемы поставок зерна отечественному производителю, а также наращивать его экспорт. Если в 1998 г. валовой сбор зерна составил 47,9 млн тонн, то в 2004 г. - более 70 млн. тонн. Наибольший удельный вес в структуре зерновых занимает ведущая культура - пшеница, на долю которой приходится более 50 %.

В результате формирования цивилизованных рыночных отношений в зерновой отрасли возникла острая потребность в своевременном получении заинтересованными участниками хозяйственной деятельности полноценной информации о качестве и технологических свойствах конкретных партий зерна, о возможностях его переработки в высококачественные и конкурентоспособные продукты питания с наименьшими экономическими затратами и издержками на их производство. Это в значительной степени отразилось на необходимости модернизации и перевооружении предприятий по производству, хранению и переработке зерна, совершенствовании рыночной инфраструктуры и маркетингового обеспечения. Применение современных технологий, машин и зерноперерабаты-вающего оборудования, внедрение на практике оперативного мониторинга показателей качества зерновых культур, создания эффективной системы информационного обеспечения, анализа состояния производства и управления качеством -вот тот далеко не полный круг задач, который в настоящее время стоят перед специалистами отрасли.

От количества и качества зерна зависит обеспеченность сырьем многих отраслей пищевой промышленности, в частности мукомольной, крупяной и комбикормовой. В этой связи элеваторное хозяйство должно в короткие сроки осуществлять прием и поточную послеуборочную обработку зерна и обеспечивать его полную сохранность. Важнейшее звено поточных комплексно-механизированных линий приема и послеуборочной обработки зерна - это сушка, так как большая часть заготовляемого зерна поступает, как правило, с повышенной влажностью и его сохранность зависит от работы зерносушильных установок.

Процессы сушки и тепловой обработки на зерноперерабатывающих предприятиях характеризуются значительной энергоемкостью. В большинстве случаев их нельзя признать оптимальными с энергетической точки зрения, достаточно научно обоснованными и максимально соответствующими кинетическим, гидродинамическим и термодинамическим закономерностям процессов. Велика доля физически и морально устаревшей малопроизводительной сушильной техники, что приводит не только к перерасходу топливно-энергетических ресурсов, но и отражается на качестве выпускаемой продукции.

Одним из главных путей повышения эффективности использования тепла является совершенствование технологии, так как на осуществление технологических тепловых процессов расходуется примерно 55 % теплоты. Совершенствование технологии непосредственно связано с увеличением производительности оборудования, что, в свою очередь, приводит к интенсификации теплообмена и снижению удельных расходов тепла.

Значительные возможности экономии ресурсов создаются при автоматизации технологических процессов сушки зерновых культур. Однако этот перспективный путь оптимизации управления процессами сушки в перерабатывающих отраслях АПК еще не нашел достойного места в решении актуальных задач энергосбережения.

Недостаточно высокая организация послеуборочной обработки зерна приводит к потерям урожая до 2.3 %. Это в свою очередь отражается на заготовке пшеницы высокого качества, пригодной для получения хлебопекарной муки. Значительное количество выпущенной муки характеризуется пониженными свойствами: пониженным количеством и качеством клейковины, повышенной ферментативной активностью, обусловленной наличием в помольных смесях проросшего, поврежденного клопом-черепашкой, морозобойного зерна и др.

В современных условиях возрастающего потребления энергии, с одной стороны, и дефицита энергетических ресурсов, с другой, все более остро ставятся вопросы рационального использования энергии, утилизации и рекуперации теплоты во всех процессах пищевой технологии. Это относится и к сушке зерна, которая неизбежно сопровождается неполным использованием энергии теплоносителя, что связано с условиями гигротермического равновесия между высушиваемым материалом и сушильной средой [19, 20, 32, 34].

В технике сушки широкое применение находят тепловые насосы, которые позволяют довести зерносушильные установки до высокого энергетического совершенства в отношении использования, утилизации и рекуперации теплоты отработанного сушильного агента [39, 48, 62, 77, 84, 125, 126, 128, 131, 135]. При этом значительно снижаются затраты энергии (до 30 %), а осуществление "мягких" режимов сушки сушильным агентом с пониженным влагосодержанием вследствие его осушения в испарителе позволяет получить высушенное зерно высокого качества.

Современный уровень развития вычислительной техники, а также достижения в области теории тепло- и массопереноса при сушке коллоидных капиллярно-пористых материалов позволяют исследовать процесс сушки зерна пшеницы в замкнутом цикле по сушильному агенту при наиболее рациональных с энергетической точки зрения схемах подключения теплонасосной установки (ТНУ). В этой связи актуальной задачей является разработка комплекса математических моделей замкнутой сушильной технологической системы (СТС) для моделирования одновременно протекающих тепло-массообменных процессов: сушки зерна, осушения отработанного сушильного агента, регенерации рабочих поверхностей теплообменных устройств, рекуперативного теплообмена между теплоносителями разного температурного потенциала. Представляется, что именно это направление позволит создать новые технологии энергосбережения и способы сушки зерна в прямоточных шахтных зерносушилках.

Теоретические основы тепломассообмена в сушильных процессах и их аппаратурное оформление отражены в работах А.В. Лыкова, А.С. Гинзбурга, В.И.

Муштаева, В.М. Ульянова, Б.М. Смольского, И.Т. Кретова, Б.И. Леончика, Ю.А. Михайлова, Р.И. Шаззо, В.М. Шляховецкого, В.И. Жидко, Н.В. Остапчука и др.

На сегодняшний день достаточно четко обозначены принципы энергосбережения в процессах сушки [5, 6, 26, 29, 37, 42, 58, 63, 65, 76 -79, 82, 95, 107-110,114, 125131, 136, 141], к основным из которых относятся максимальное использование теплоты отработанного сушильного агента за счет его рециркуляции; применение тепловых насосов для осуществления низкотемпературной сушки; использование вторичных энергоресурсов; математическое моделирование, обеспечивающее максимальную степень кинетического, гидродинамического и термодинамического соответствия; оптимизация и управление процессами сушки и тепловой обработки, предотвращающие потери тепла и электроэнергии.

Несмотря на сформировавшиеся принципы энергосбережения в процессах сушки, нет однозначного решения их реализации. Поэтому решение задач энергосбережения при конкретном способе энергоподвода требует индивидуального подхода с учетом специфики каждого вида продукта.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Воронежской государственной технологической академии по теме НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна ВГТА «Интенсификация технологических процессов зер-ноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16821).

Цель диссертационной работы: разработка и научное обеспечение способа сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом, обеспечивающего повышение эффективности протекающих тепло -и массообменных процессов и экономию теплоэнергетических ресурсов за счет максимальной рекуперации и утилизации теплоты отработанного сушильного агента.

Научная новизна. Составлена структурная модель энергосберегающей технологии сушки зерна в замкнутом цикле по сушильному агенту с применением теплонасосной установки. Выполнены процедуры анализа и синтеза предлагаемой технологии как системы процессов. Определена функциональная организация отдельных подсистем сушильной технологической системы и рассмотрены некоторые аспекты развития математического моделирования ее элементов.

Обоснована целесообразность использования рекуперативного теплообмена между теплоносителями разного температурного потенциала в контуре рециркуляции сушильного агента, а также размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации, отработанным сушильным агентом; разработана математическая модель процесса сушки зерна пшеницы при продольном перемещении продукта и перекрестном движении агента сушки через слой зерновой массы; предложена математическая модель процесса конденсации влаги из влажного воздуха в «снеговую шубу» при его осушении в испарителе теплонасосной сушильной установки; разработан способ сушки зерна в прямоточной шахтной зерносушилке с тепловым насосом и программно-логический алгоритм управления для его осуществления.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2204097 и положительным решением по заявке № 2001130912 от 27.12.2002 г.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработано информационное, математическое и программное обеспечение процесса сушки зерна пшеницы в замкнутом цикле по сушильному агенту с использованием теплонасосной установки. Составлено программное обеспечение процессов сушки зерна, конденсации влаги из сушильного агента на охлаждающей поверхности испарителя, размораживания секции испарителя, работающей в режиме регенерации. Определены рациональные параметры этих процессов, что позволило повысить энергетическую эффективность замкнутой технологической сушильной системы и обеспечить высокое качество высушенного зерна.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2001 по 2004 гг.); на международной научной конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (Краснодар, 2002 г.); на третьей международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Республика Беларусь, Могилев,

2002 г.); на XV международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях (Тамбов, 2002 г.); на всероссийской научно - практической конференции: «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003).

Результаты работы демонстрировались на 17-й межрегиональной выставке «Продторг» (Воронеж, 2003 г.), на международной выставке «Центрагромаш» (Воронеж, 2003 г.) и отмечены дипломами.

Разработка, теоретические и экспериментальные исследования проводились на ОАО «Геркулес» (г. Бобров, Воронежская обл.), в лабораториях кафедры ТХПЗ ВГТА.

В диссертации отражены результаты исследований автора в области создания и разработки энергосберегающей технологии для сушки зерна пшеницы кондиционированным воздухом с учетом актуальных проблем: качества перерабатываемой продукции, сбережения материальных и энергетических ресурсов, защиты окружающей среды от промышленных выбросов.

Работа обобщает новые результаты теоретических и экспериментальных исследований тепло- и массообменных процессов сушильной технологической системы для сушки зерна пшеницы с применением теплонасосной установки, проведенных непосредственно автором и при его участии под руководством проф. А.А. Шевцова. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю проф. Шевцову А.А., доценту кафедры математического моделирования технических систем ВГТА Павлову И.О. за консультации и плодотворное сотрудничество и всему коллективу кафедры технологии хранения и переработки зерна ВГТА за помощь и поддержку при проведении исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основании системного подхода проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно- практическому обеспечению и совершенствованию процесса сушки зерна в замкнутом цикле по сушильному агенту с применением теплонасосной установки.

2. Составлена структурная модель энергосберегающей технологии сушки зерна в замкнутом цикле по сушильному агенту. Выполнены процедуры анализа и синтеза предлагаемой технологии как системы процессов. Определена функциональная организация отдельных подсистем сушильной технологической системы и предложены некоторые аспекты развития математического моделирования.ее элементов.

3. Решена математическая модель процесса сушки зерна при перекрестном движении агента сушки через слой зерновой массы, учитывающая связь температуры и влагосодержания дисперсного материала, движущегося непрерывным потоком. Модель позволяет определять поля температур и влагосодержаний зернового слоя.

4. Разработана математическая модель процесса конденсации влаги из влажного воздуха в «снеговую шубу» при его осушении в испарителе теплонасосной установки в виде системы уравнений в частных производных второго порядка с подвижной границей нарастающей во времени «снеговой шубы», решены задачи динамики образования «снеговой шубы» в зависимости от теплофизических параметров влажного воздуха.

5. Разработана математическая модель процесса размораживания (оттайки) охлаждающей поверхности секции испарителя, работающей в режиме регенерации;

6. Предложено развитие методологического подхода к выбору оптимальных решений при сушке зерна в теплонасосных сушильных установках на основе построения экстремальных характеристик, однозначно связывающих количество удаляемой из зерна влаги в единицу времени и расход сушильного агента с удельными теплоэнергетическими затратами.

7. Разработан способ сушки зерна в прямоточных шахтных зерносушилках с использованием теплонасосной установки и алгоритм управления для его осуществления, позволяющий снизить удельные энергозатраты на 10. 15 %. Способ защищен патентом РФ № 2204097. Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемых технических решение составит 537 тыс. р. в год.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1991. - 600 с.

2. Аксельруд Г.А., Ханык Я.Н., Стрепко М.П. Кинетика фильтрационной сушки газопроницаемых изделий // Инженерно-физ. журн. 1992, т. 63, № 6, С. 708- 713.

3. Аннушкин Л.П. Инееобразование в оребренном воздухоохладителе при избыточном давлении воздуха // Холодильная техника. 1990. - № 9. - С. 9 - 12.

4. Антипов С.Т., Валуйский В .Я., Кретов И.Т. Технологическое оборудование для сушки пищевых продуктов: Учеб. пособие Воронеж, 1989.- 80 с.

5. Атаназевич В.И. Сушка зерна. М.: Агропромиздат, 1989. - 240 с.

6. Аэров М.Е., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Химия, 1979. - 176 с.

7. Бадай В.Т. Научное обоснование и синтез оптимальных режимов и технологических схем зерносушилок. Дис.канд. техн. наук. - Одесса, 1990. -147 с.

8. Ю.Благовещенская М.М., Фоменко О.Б., Сорокин И.И. Математические модели сушки солода (зерновой массы) в высоком плотном слое // Изв. вузов. Пищевая технология. 1995.- № 4 - 5. - С. 52 - 56.

9. Богданов С.Н. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен/С.Н.Богданов, Н.А.Бучко, Э.И.Гуйко, Г.Н.Данилова, В.Н.Филаткин, О.Б.Цветков; Под ред. Э.И.Гуйко. М.: Агропромиздат, 1986. - 406 с.

10. Боляновский А.Д., Фалин В.А., Донцова М.В., Маругин В.В. Автоматизированная установка для исследования кинетики сушки дисперсных материалов //Химическая пром-сть. 1990. -№ 8. - С. 512 - 515.

11. Бомко А.С. Математическая модель тепло- и массопереноса в подвижном слое дисперсного материала // Инженерно-физ. журн. 1968, т. 14, № 1. - С. 94 - 99.

12. Везиришвили О.Ш. Тепловые насосы и экономия топливно-энергетических ресурсов // Изв. вузов. Энергетика. 1984. - №7. - С. 61 - 65.

13. Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1982. - 256 с.

14. Волынец А.З., Жучков А.В. Регенерация десублиматора потоком пара в вакууме // Теоретические основы химической технологии, Т. XXVII, № 6, 1993. -С. 597-601.

15. Гамаюнов Н.И., Гамаюнов С.Н. Изменение структуры коллоидных капиллярно-пористых тел в процессе тепломассопереноса // Инженерно-физ. журн.- 1996, Т. 69, №6, С. 954-957.

16. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. -М.: Агропромиздат, 1985. 336 с.

17. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых производств. -М.: Пищевая пром-ть, 1973. 243 с.

18. Гинзбург А.С., Савина И.М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1982.-280 с.

19. Гинзбург А.С. Основные аспекты кибернетики сушки // Тез. докл. на-уч.-техн. конф. "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности", 22- 24 ноября 1995 г. Могилев, 1995. - С. 76.

20. Гомелаури В.И., Везиришвили О.Ш. Эффективность внедрения тепло-насосных установок // Теплоэнергетика. 1986. - №4. - С. 28 - 30.

21. Голубкович А.В., Чижиков А.Г. Сушка высоковлажных семян и зерна. -М.: Росагропромиздат, 1991. 171 с.

22. Грачев Ю.П., Тубольцев А.К., Тубольцев В.К. Моделирование и оптимизация тепло- и массообменных процессов пищевых производств. М: Легк. и пищ. пром - сть, 1984. - 216 с.

23. Гуйго Э.И. и др. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен / Под ред. Э.И. Гуйго. М.: Агропромиздат, 1986. - 320 с.

24. Гухман А.А., Зайцев А.А. Обобщенный анализ. М.: Изд-во Факториал, 1998. 304 с.

25. Данилов О.Л., Леончик Б.И. Экономия энергии при тепловой сушке. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 133 с.

26. Долинский А.А., Долрфман А.Ш., Давыденко Б.В. Сопряженный тепломассообмен в непрерывных процессах конвективной сушки // Междунар. журн. Тепло -и массоперенос. 1991, - Т.34, № 11. - С. 2883 - 2889.

27. Жермен -Лакур П., Шорж П.Л., Пистр Ф., Безье П. Математика и САПР. М.: Мир, 1989. - 223 с.

28. Жидко В.И., Резчиков В.А., Уколов B.C. Зерносушение и зерносушилки. М.: Колос, 1982. - 239 с.

29. Журавлев А., Журавлева Л. Теория и практика зерносушения // Хлебопродукты. 1997. - № 2. - С. 18 - 20.

30. Журавлев А. Совершенствование рециркуляционной сушки зерна// Хлебопродукты. 1997. - № 10. - С. 13 - 14.

31. Жучков А.В. Расчет десублимации пара на поверхности радиальногоребра // Химическая пром-сть. 1992.- № 7.- С. 423 - 425. :

32. Жучков А.В., Матвеев А.П. К расчету регенерации поверхности десуб-лиматора водяным паром в вакууме // Холодильная техника. 1995. - № 3. -С. 31 -33.

33. Закиров Д.В., Головин Б.Н., Старцев А.П. Концепция энергосбережения и экологизации промышленных предприятий // Теплоэнергетика. 1997. - № 11.-С. 22 - 24.

34. Золотарев Ю.Н., Шевцов А.А. Математическое моделирование динамики процесса десублимации при сублимационной сушке // Химическая пром-сть. -1995.-№5-6.-С. 45-48.

35. Зубков В.А. Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения // Теплоэнергетика. 1996. - № 2. - С. 17 - 19.

36. Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов ). М.: Машиностроение, 1983.- 531 с.

37. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации.- М.: Энергия, 1977.-240 с.

38. Казенин Д.А., Карлов С.П., Кутепов A.M., Шитиков Е.С. Осцилирую-щие режимы сушки влажных капиллярно-пористых коллоидных тел / Теоретические основы хим. технологии, 1995. Т.29, № 6. - С. 601 - 606.

39. Календерьян В.А., Гаппасов В.Р. Предотвращение выпадения инея на теплопередающей поверхности воздухоохладителя // Холодильная техника. -1993.-№2. -С. 16-17.

40. Кафаров В.В. и др. Системный анализ процессов химической технологии: Энтропийн. и вариац. методы неравновес. термодинамики в задачах хим. технологии. М.: Наука, 1988. - 366 с.

41. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. М.: Химия, 1991.-431 с.

42. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М.: Энергия, 1980. - 512 с.

43. Кобзев В.М. Перспективы создания нового зерносушильного оборудования // Хлебопродукты. 1993. - № 6. - С. 8 - 9.

44. Колосков Ю.Д. Работа компрессионного теплового насоса на R 142 в // Холодильная техника. 1990. - № 7. - С. 26 - 29.

45. Конструктивное оформление процессов десублимации, связанных с получением продуктов на поверхности и в объеме. (Обзор изобретений) // Гоголев Ю.Г.; Иван. гос. хим.-технол. академ. Иваново, 1996. - 21 с. - Деп. ВИНИТИ 23.04.96, № 1325-В96.

46. Корн Г. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Корн Г., Корн Т. // М.: Наука, 1978. 832 с.

47. Кретов И.Т., Антипов С.Т., Валуйский В .Я., Павлов И.О Аналитическое исследование температурных полей при конвективной сушке сыпучих материалов // Инженерно физ. журн. - 1984. - Т. 46, № 4. - С. 695- 696.

48. Кретов И.Т., Антипов С.Т., Валуйский В.Я., Павлов И.О.// Инженерно -физ. журн. 1982.- Т. XL1II. № 5. - С. 853 - 854.

49. Кретов И.Т., Шевцов А.А., Шахов С.В. Алгоритм функционирования системы управления сушильной установкой с рециркуляционными потоками // Изв. вузов. Пищевая технология. 1996.- № 5-6.- С. 52-55.

50. Кретов И.Т., Шевцов А.А., Лакомов И.В. Концепция моделирования прибыльных технологий сушки зерна // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1997.- № 1.- С. 51 - 54.

51. Кретов И.Т., Шевцов А.А., Лакомов И.В. Программно логические функции системы управления теплонасосной сушильной установкой // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1998. - № 4. - С. 69 - 72.

52. Кришер О. Научные основы техники сушки. М.: Изд-во иностр. литры, 1961.-539 с.

53. Куватов Д.М. Интенсификация и ресурсосберегающая оптимизация процесса сушки зерна. Дис. .канд. техн. наук. - Оренбург, 1997. -169 с.

54. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. -М: Атомиздат, 1979. -415 с.

55. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 365 с.

56. Куцакова В.Е., Богатырев А.Н. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов . М.: Агропромиздат, 1987.- 236 с.

57. Левин J1.A. Применение тепловых насосов в пищевой промышленности за рубежом. М.: ЦНИИТЭПищепром, 1985. - 24 с.

58. Лилконян Р.Г. Ресурсосбережение и ресурсосберегающие технологии // Химическая пром-сть. 1994. - № 6. - С. 407 - 410.

59. Ломакин В.Н., Чепурной М.Н. Нарастание инея на оребренных поверхностях // Холодильная техника. 1990. - № 9. - С. 6 - 9.

60. Ломакин В.Ф., Онищенко О.А. Оптимизация режимов работы автоматических систем регулирования // Холодильная техника. 1993. - № 3. - С. 2 - 3.

61. Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. - 479 с.

62. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло-и массопереноса. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 535 с.

63. Маринюк Б.Т. Расчет эффективности ребер в условиях инееобразования // Холодильная техника. 1990. - № 9. - С. 6 - 8.

64. Маринюк Б.Т. Обобщенные характеристики процесса льдообразования на теплопередающей поверхности // Холодильная техника. 1994. - № 6. - С. 16 -17.

65. Маринюк Б.Т. Основные результаты исследования динамики намерзания льда// Химическое и нефтяное машиностроение.-1989.- №3.-С.21-22.

66. Марцинюк А., Тюрев Е. Контроль интенсификации процесса кондиционирования зерна // Хлебопродукты. 1991. - № 9. - С. 33 - 35.

67. Миропчук Ю.А., Чепуренко В.П. Математическая модель теплопроводности пищевых продуктов // Холодильная техника. 1995. - № 5. - С. 17 - 19.

68. Михайлов В.Д., Данилов В.Р., Бовкун М.Р. Регулирование относительной влажности воздуха с использованием микропроцессорной техники // Холодильная техника. 1990. - № 3. - С. 17 - 19.

69. Михайлов Ю.А. Тепло- и массоперенос.- Минск: Энергия, 1972.- 200 с.

70. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1985.-488 с.

71. Мордасов А.Г., Добромиров В.Е. Стогней В.Г. Оптимальное использование и экономия энергоресурсов на промышленных предприятиях. Воронеж: Изд. ВГУ, 1997.-240 с.

72. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988.-351 с.

73. Накорчевский А.И., Вылегжанин А.Н., Гаскевич И.В. Математическое моделирование конвективного тепломассопереноса при сушке твердых частиц в слое // Инженерно-физ. журн. 1994, т. 67, № 1-2, С. 48 - 53

74. Налеев О.Н., Котова С.В. Совершенствование методики выбора режимов сушки зерна // Пищ. технология и сервис.- 1996. № 1.- С.51 - 55.

75. Налеев О.Н., Резчиков В.А. Классификация способов сушки зерна и современных зерносушилок // Пищ. технология и сервис.- 1996. № 1.- С. 46 - 50.

76. Напалков Г.Н. Тепло и массоперенос в условиях образования инея. -М.: Машиностроение, 1983. - 189 с.

77. Неделов С.В. Алгоритмы микропроцессорных систем управления кондиционированием воздуха // Холодильная техника.- 1990.- № 3.- С. 20- 23.

78. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, Ч.1., 1987.-С. 88.

79. Оншиков В.Е. Экономическая эффективность использования теплона-сосных установок на предприятиях пищевой промышленности // Холодильная техника. 1990. - № 7. - С. 2 - 4.

80. Остапчук Н.В. Основы математического моделирования процессов пищевых призводств. Киев: Выща школа, 1991. - 368 с.

81. Остриков А.Н., Шевцов А.А. Оптимизация процесса сушки термолабильных продуктов //Изв. вузов. Пищевая технология.- 1991.- № 1 -3. С. 127-129.

82. Остриков А.Н., Кретов И.Т., Шевцов А.А., Добромиров В.Е. Энергосберегающие технологии и оборудование для сушки пищевого сырья / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 1998. 344 с.

83. Панфилов В.А. Технологические линии пищевых производств (теория технологического потока). М.: Колос, 1993. - 288 с.

84. Пат. 2204097 РФ, МПК7 F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки / Шевцов А.А., Евдокимов А.В., Зотов А.Н. (РФ). № 2204097. За-явл. 13.11.2001; Опубл. 10.05.2003; Бюл. № 13.// Открытия. Изобретения. - 2003. - № 13.-С. 322-323.

85. Перминов С.М., Шкурихин И.Б., Котельников Ю.В., Куфтов А.Ф. Сушилка для высоковлажных сельскохозяйственных продуктов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1994.- № 1.- С. 60 - 61.

86. Пиир А.Э., Кунтыш В.Б. Новая методика конструкторского и поверочного расчетов воздухонагревателей // Вестник Международной академии холода. 1998.-№3-4.-С. 36-40.

87. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето- оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. - 250 с.

88. Прангишвили И.В., Стецюра Г.Г. Микропроцессорные системы. М.: Наука, 1980.-237 с.

89. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник./ Под общей ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. -М.: Энергоатомиздат, 1983.- 552 с.

90. Процессы сушки капиллярно пористых материалов: Сб. науч. тр./ АН БССР. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В. Лыкова. - Минск: Наука и техника, 1990.- 162 с.

91. Прохоров В.И. Системы кондиционирования воздуха с воздушными холодильными машинами. М.: Стройиздат, 1980. - 160 с.

92. Разин М.М. Метод синхронного движущегося поля и его применениедля расчета тепло и массообменных процессов в фильтрующем слое // Инже-нерно-физ. журн. - 1995, т. 68, № 2, С. 330 - 335.

93. Ривкин С.П. Термодинамические свойства газов: Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 288 с.

94. Ривкин С.П., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 80 с.

95. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / Под ред. А.Н. Плановского. М.: Химия, 1980. - 248 с.

96. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. - 315 с.

97. Система научного и инженерного обеспечения пищевых и перерабатывающих отраслей АПК России / А.Н. Богатырев, В.А. Панфилов, В.И. Тужил-кин и др. -М.: Пищ. пром-сть, 1995. 528 с.

98. Слободняк И.П. Блочная шахтная сушилка для сушки зерна // Изв. вузов. Пищевая технология.-1995.- № 3 4. - С. 57 - 59.

99. Смирнов С.М. и др. Выбор оптимального режима сушки в сушильных установках // Химическая пром-ть. 1979. - №6. - С. 368 - 369.

100. Соловьева И.В., Ойгенблик А.А., Сажин Б. С. Определение времени сушки в неподвижном продуваемом зернистом слое // Химическая пром-сть. -1990.-№ 11.-С. 680-684.

101. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1985. - 535 с.

102. Сорочинский В.Ф., Грязнов B.JI. Технология сушки и активного вентилирования зерна риса // Пищевая пром-сть. № 3. -1997. - С. 10 - 11.

103. Сорочинский В.Ф. и др. О новой технологии сушки зерна // Хлебопродукты. 1991. - № 11.-С. 15-18.

104. Суслов А.Э., Ионов А.Г., Эрлихман В.Н. Оптимизация температурных напоров в теплонасосной сушильной установке // Холодильные установки. -1989. -№ 6. -С. 49-52.

105. Сушка и термообработка влажных материалов / АН БССР. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В. Лыкова. -Минск: Наука и техника, 1990.- 100 с.

106. Товажнянский В.В., Капустенко П.А., Нагорная Е.И. Моделирование процессов конденсации многокомпонентных паровых смесей в каналах пластинчатых конденсаторов//Химическая пром-сть. 1990. № 8. - С. 461 - 463.

107. Топорков В. Модульно-блочный комплекс для автоматизации управления технологическими процессами //Хлебопродукты. 1998. - № 3. - С. 21 - 23.

108. Филиппов Л.П. Явления переноса. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 119 с.

109. Филаткин В.Н. Тепломассоперенос и моделирование процессов в аппаратах систем кондиционирования воздуха. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1991.-80 с.

110. Франк Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. - М.: Наука, 1987. - 492 с.

111. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов / Теоретические основы хим. технологии, 1993. Т.27, № 1. - С. 56 - 63.

112. Хмаладзе О.Ш., Чепурненко В.П. Влияние геометрической формы оребренной теплообменной поверхности на теплофизические свойства инея// Холодильная техника. 1986. - № 2. - С. 42-45.

113. Х. Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

114. Циборовский Я. Основы процессов химической технологии / Пер. с польск. Под ред. П.Г. Романкова. JL: Химия, 1967. - 719 с.

115. Чайченец Н.С., Гинзбург А.С., Мамбеткулов Е.Б., Чайченец С.С. Математическое моделирование процессов в теплонасосной сушильной установке с солнечным коллектором // Теоретические основы хим. технологии. 1992. - т. 26,• №5.-С. 725 -731.

116. Чумак И.Г., Чепурненко В.П. Холодильные установки. М.: Агро-промиздат, 1991. - 495 с.

117. Чумаченко А.Д. Исследование процесса намораживания льда на модели аккумулятора холода // Холодильная техника. -1994,- № 6. -С. 11 12.

118. Шаззо Р.И., Шляховецкий В.М. Низкотемпературная сушка пищевых продуктов в кондиционированном воздухе. М.: Колос, 1994. - 119 с.

119. Шаззо Р.И., Шляховецкий В.М., Беззаботов Ю.С. Энергетическая оценка теплонасосной установки для сушки пектина // Изв. вузов. Пищевая технология.-1995.- № 3 4. - С. 65 - 68.

120. Шевцов А.А. Моделирование нестационарного процесса конденсации влаги из отработанного теплоносителя конвективных зерносушилок/А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.Н. Зотов, А.В. Евдокимов//Весгник ВГТА. 2001. -№ 6. -С. 31-35.

121. Шевцов А.А. Управление осцилирующими режимами сушки зерна в прямоточной зерносушилке с тепловым насосом/ А.А. Шевцов, А.С. Шамшин, А.В. Евдокимов // Изв. вузов. Пищевая технология. 2002. - № 4. С. 31-33.

122. Шевцов А.А. Синтез и анализ структуры замкнутой сушильной системы для зерна и развитие модельных представлений ее элементов/А.А. Шевцов, И.О. Павлов, А.В. Евдокимов // Вестник ВГТА. 2003. № 8. - С. 31-35.

123. Шевцов А.А. Оценка эффективности работы зерносушилки с использованием теплового насоса по технико-экономическому показателю /А.А. Шевцов, А.С. Шамшин, А.В. Евдокимов //Хранение и переработка сельхозсырья. -2003. -№ 12. С. 46-49.

124. Шевцов А.А., Василенко В.Н., Евдокимов А.В. Алгоритм управления теплонасосной сушильной установкой для термолабильных материа-лов//Автоматизацтя и современные технологии, 2004. № 7. - С. 26 - 28 с.

125. Литовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 128 с.

126. Two dimensional heat and mass transfer during convective during of porous media / BoukadidaN., Ben Nasrallah S. //Drying Technol. 1995. - 13, № 3. - P. 661 - 694.

127. Further theoretical studies on rotary drying processes represented by distributed systems / Wang F. Y., Cameron I. Т., Lister J. D. // Drying Technol. 1995. -3, № 3. - P. 737-751.

128. Albertson, Orris E. Dewatering municipal wastewater sludges / Park Ridge, N. J., U. S. A.: Noyes Data Corp. 1991. - 189 p.

129. Modern coating and drying technology / Edward D. Cohen, Edgar B. Gut-off.: New York, NY: VCH. 1992. - 310 p.

130. Ian Turner, Arun S. Mujumdar. Mathematical modeling and numerical techniques in drying technology.: New York: Marcel Dekker. 1997. - 679 p.

131. Chadarana D.I. Modelling and Heat Transfer in Aceptic Processing of Heterogeneous Foods. Engineering and Food, Vol. 1, Physical Properties and Procees Control, Elsevier Applied Sciehce, 1990. P. 99 - 102.

132. Datta A.K. Integrated Thermokinetic Modelling of Processed Liquid Food Quality. Engineering and Food, Vol. 1, Physical Properties and Procees Control, Elsevier Applied Sciehce, 1990. P. 95 - 98.

133. Karel M. Advances in Improving Product Quality by Controlling conditions of Proceessing and Storage. Engineering and Food, Vol. 1, Physical Properties and Procees Control, Elsevier Applied Sciehce, 1990. P. 25 - 28.