ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рабинов ич, Тепло- и массообмен в плотном слое зерна из "Тепло- и массоперенос Том 4 Тепло- и массоперенос в процессах сушки " Применение кипящего слоя для сушки зерна является весьма перспективным, так как оно дает возможность значительно интенсифицировать процесс его обезвоживания по сравнению с сушкой в плотном слое (шахтные сушилки). В данной статье излагаются результаты исследования аэродинамики кипящего слоя и процесса сушки при непрерывном и чередующемся нагреве и охлаждении зерна в лабораторных и производственных условиях. [c.89] Исследования показали, что по сопротивлению слоя все испытанные модели примерно равнозначны (рис. 2). Начало кипения слоя наблюдается при условии равенства сопротивления движению воздуха и веса слоя, отнесенного к 1 площади решетки. При дальнейшем повышении скорости воздуха сопротивление слоя 1не изменяется. Значительный рост его имел место только в модели 2 при стесненном кипении в объеме снизу и сверху, ограниченном сетками. [c.89] Модели для исследования аэродинамики кипящего слоя зерна. [c.89] Наилучшее перемешивание слоя было получено в модели 6. В процессе кипения в этой модели благодаря суженной нижней части по оси секции образуется фонтан зерна. При этом зерно от решетки поднимается потоком воздуха и отбрасывается к боковым стенкам, а затем вдоль стенок плотным слоем опускается на решетку и снова подхватывается воздухом. Таким образом, в секции устанавливается организованная рециркуляция зерна, что обеспечивает равномерное перемешивание зерен. На рис. 3 показан характер кипения слоя в модели 6 при скоростях воздуха 1,6 и 1,8 м сек. [c.90] Для сухого зерна (U = 14ч-17%) коэффициент а в начальный момент взвешивания слоя равен 1,10—1,15, а для сырого зерна (1Г=29%) величина этого коэффициента равна 1,5 [Л. 5]. Повышение сопротивления слоя с увеличением влажности зерна объясняется увеличением сцепления и коэффициента трения между зернами. Поэтому при взвешивании зерна необходимы затраты дополнительной энергии для разрыхленного слоя. При установившемся кипении слоя коэффициент а равен единице и почти не зависит от влажности зерна. [c.90] В процессе исследования до и после каждого опыта определялись вес, влажность и температура нагрева зерна, расход, температура и влагосодержание теплоносителя. Кроме того, для большинства опытов определялись всхожесть зерна, выход сырой клейковины и ее качество. [c.91] Основным условием при выборе оптимальных режимов сушки является обязательное сохранение качественных показателей зерна всхожести и энергии прорастадия (зерно семенного назначения) или качества клейковины (зерно продовольственного назначения). Поэтому исследование проводилось в направлении определения оптимальных температур теплоносителя и нагрева зерна. Анализы определения качества зерна показали, что температуры теплоносителя 120—180° С приводят к полной потере всхожести и значительному ухудшению качества клейковины [Л. 7]. [c.92] Резкое ухудшение качества зерна объясняется высокими температурами его нагрева при сушке. Уже через 2—3 мин сушки температура зерна превышала допустимую (50—55°С). Таким образом, температуры теплоносителя 120—180° С при подобном режиме неприменимы для сушки зерна. [c.92] Многие исследователи [Л. 1, 8, 9 и 10] рекомендуют для сохранения качественных показателей зерна снижать температуру теплоносителя до уровня максимального нагрева зерна, т. е. примерно до 60—70° С. Однако это приведет к резкому уменьшению скорости сушки и увеличению удельных затрат тепла и теплоносителя (рис. 5 и 6). В результате преимущества сушки в кипящем слое по сравнению с сушкой в плотном слое будут сведены к минимуму. [c.92] Для сохранения качественных показателей зерна нами был исследован режим с чередующимися нагревом и охлаждением зерна по ходу процесса. Путем изменения температуры охлаждающего воздуха или времени охлаждения можно проводить сушку на любом заданном уровне нагрева зерна Л. 7]. Это дало возможность применить повышенные температуры теплоносителя в зоне нагрева до 180—200° С и сохранить высокую скорость сушки и сравнительно невысокие удельные затраты тепловой и механической энергии. [c.92] При проведении экспериментов по сушке зерна с чередующимися нагревом и охлаждением навеска зерна в секции была принята равной 5 кг (340 кг1м ), время нагрева — 2 мин, охлаждения — 1 мин. Как показали опыты, выбранный срок охлаждения обеспечивает снижение температуры нагрева зерна на 10—15° G (при температуре охлаждающего воздуха 30—35°С). Охлаждение свыше 1 мин нерационально, так как оно влечет за собой уменьшение средней скорости сушки и увеличение удельных расходов тепла и теплоносителя. [c.93] На рис. 7 приведены кривые сушки и температура нагрева зерна при чередующихся его нагреве и охлаждении в процессе сушки. Анализ полученных данных показывает, что скорость суы1ки в период охлаждения несколько меньше, чем в период нагрева, поэтому при обработке результатов исслезования мы определяли основные параметры как средние за период нагрев—охлаждение . В этом случае кривая имеет участки постоянной и убывающей скорости сушки. По абсолютной величине последняя увеличивается с ростом начальной влажности зерна и температуры теплоносителя. [c.93] Удельные расходы тепла и воздуха в зависимости от начальной влажности зерна и температуры теплоносителя приведены на рис. 8. Из полученных графических зависимостей следует, что с увеличением начальной влажности зерна удельные расходы тепла и воздуха снижаются. Закономерность изменения удельных расходов тепла и воздуха в зависимости от объясняется теми же причинами, что и изменение скорости сушки. [c.94] Уменьшение удельных расходов тепла с увеличением температуры теплоносителя можно объяснить следуюш,им образом. При сушке зерна с начальной влажностью не более 35% в кипяш,ем слое с увеличением температуры теплоносителя увеличивается интенсивность нагрева зерна. Вследствие этого, с одной стороны, ослабевает прочность связи влаги с материалом, с другой — при интенсивном нагреве зерна сравнительно небольшой влажности влага испаряется внутри зерна и в виде пара под действием градиента температуры перемеш,ается к его поверхности [Л. 2]. При сушке зерна повышенной влажности (больше 35%) удаляется в основном наименее прочно связанная влага. Поэтому увеличение температуры теплоносителя влечет за собой только увеличение скорости сушки, а удельные расходы тепловой энергии не изменяются. [c.94] Исследования работы сушилки показали, что во всех произведенных опытах при применении температуры теплоносителя 180—200° С максимальная температура нагрева зерна не превышала допустимой. Качество клейковины во всех проведенных опытах было на уровне исходного образца. Анализ температурных кривых нагрева зерна показывает, что зоны нагрева и охлаждения не имеют ярко выраженных границ. Это объясняется тем, что на границах зон нагрева и охлаждения происходит смешивание как теплоносителя с наружным воздухом, так и зерна. [c.96] Замеры температуры нагрева зерна по поперечному сечению канала показали, что зерновая масса нагревается неравномерно. Перепад температур достигает величины 5—6° С. По мере удаления зерна от места загрузки неравномерность нагрева постепенно уменьшается. По-видимому, при увеличении длины пути зерна при сушке и увеличении количества зон нагрева и охлаждения неравномерности нагрева зерна, а следовательно, и неравномерность сушки могут быть сведены к минимуму. [c.96] Температура отработанного теплоносителя была на уровне нагрева зерна, что говорит о хорошем использовании тепла сушильного агента. [c.96] Исследование сушки зерна в кипящем слое с чередующимися нагревом и охлаждением, проведенное в производственных условиях, полностью подтвердило выводы, полученные в лаборатории о возможности применения повышенных температур теплоносителя и создания зерносушилки, работающей на данном принципе. [c.96] На основании полученных результатов был разработан технический проект передвижной зерносушилки для сушки зерна в кипящем слое в габаритах сушилки ЗСПЖ-8 производительностью 24 т/ч с использованием чередующихся нагрева и охлаждения зерна по ходу процесса. [c.96] Вернуться к основной статье