Тепловий розрахунок зерносушарки.

Загальні відомості.

Сушіння сільськогосподарської продукції має важливе народногосподарське значення і є необхідною ланкою серед заходів щодо зберігання і підвищення якості зернової продукції, зелених кормів тощо.

Значна частина зібраного урожаю зерна (близько 40-60 %) досушується, тому що при великій вологості процеси дихання і життєдіяльності проходять з більшою інтенсивністю, в результаті чого створюються умови для швидкого розвитку мікроорганізмів та шкідників зерна.

Процес сушіння є не тільки теплотехнічним, який передбачає термічне зневоднення продукту, а й технологічним, бо при цьому завершується формування структури, змінюються структурно-механічні, технологічні та біологічні властивості. Висушене зерно добре зберігається, а при переробці в млинах зменшуються витрати енергії та збільшується вихід борошна. Сушіння посівного зерна підвищує його схожість.

Залежно від способу підведення теплоти розрізняють конвективний, контактний (кондуктивний), радіаційний способи сушіння, а також сушіння сублімацією, струмом високої частоти (СВЧ), комбіноване. Найпоширенішим є конвективний спосіб сушіння нагрітим повітрям або сумішшю повітря і топкових газів.

Для сушіння зерна конвективним способом найчастіше використовують шахтні сушарки з коробами. На рис. 2.1. показана схема стаціонарної зерносушарки СЗС-8. Вона складається із двох шахт і топки. Завантаження і розвантаження сушарки здійснюється порціями. Кожна шахта обслуговується окремим вентилятором, який працює на всмоктування. До складу кожної шахти входить дві сушильні камери і камера для охолодження.

Рис. 2.1. Схема зерносушарки СЗС-8.

Сушильний агент надходить до верхньої і нижньої сушильних камер в поперечному напрямку по коробах за рахунок розрідження, яке створюється вентилятором. В охолоджувальну камеру спрямовується холодне повітря. Відпрацьований сушильний агент і холодне повітря всмоктуються вентилятором.

Вологе зерно порціями подається в сушильні бункери і під дією власної ваги рухається по шахті зверху вниз, проходить верхню і нижню сушильні камери, а також камеру проміжного охолодження. Зниження температури зерна сприяє прискоренню процесу сушіння в другій камері. Після камери охолодження зерно надходить до розвантажувальних норій.

Крім сушарки СЗС-8, на сільськогосподарських підприємствах використовуються інші сушарки шахтного типу: СЗШ-16, СЗСК-4, ЗСПЖ-8 (пересувні), а також барабанні зерносушарки продуктивністю 4 та 8 т/год (СЗСБ-4 і СЗСБ-8).

У даному розділі викладений графо-аналітичний метод розрахунку шахтної зерносушарки, яка працює на суміші повітря і топкових газів.

Вихідні дані для розрахунку:

ü культура і призначення зерна;

ü маса зерна, яка надходить до сушарки М₁, кг/год;

ü початкова вологість зерна ω₁, %;

ü температура зерна на вході в сушарку θ₁, ^оС;

ü кінцева вологість зерна (після сушіння) ω₃, %;

ü паливо, на якому працює зерносушарка і його родовище;

ü параметри зовнішнього повітря: температура, t_о,°С, відносна вологість, φ, %.

Розрахункова схема зерносушарки.

Зовнішнє повітря (рис. 2.2.) з температурою t_о, відносною вологістю φ_о, вологовмістом d_о і ентальпією Н_о змішується з продуктами згоряння палива. Після змішування сушильний агент з параметрами t₁, φ₁, d₁, і Н₁ проходить в першу зону сушильної камери.

У верхню частину сушильної камери подається М₁ кг/год вологого зерна з температурою θ₁ і вологістю ω₁. У процесі сушіння температура зерна підвищується до температури θ₂, а вологість знижується до ω₂. Параметри сушильного агента на виході із першої зони сушильної камери становитимуть t₂, φ₂, d₂,, Н₂.

У процесі сушіння в першій зоні частина вологи виноситься сушильним агентом, температура зерна зростає і в другу зону сушильної камери надходить менша маса зерна М₂ з температурою θ₂ і вологістю ω₂. Параметри сушильного агента на вході в другу зону сушильної камери становлять t′₁, φ′₁, d′₁, Н′₁, а на виході з неї t′₂, φ′₂, d′₂, Н′₂. Параметри зерна на виході з другої зони сушильної камери М′₂, ω′₂, θ′_2.

Після сушильної камери зерно спрямовується в охолоджувальна камеру, де продувається холодним повітрям з параметрами t₀, φ₀, d₀, і Н₀. У процесі охолодження із зерна випаровується частина вологи і після охолодження маса зерна дорівнює М₃, а вологість ω₃. Параметри сушильного агента на виході із зони охолодження становитимуть t₃, φ₃, d₃,Н₃.

Рис.2.2. Розрахункова схема зерносушарки.

1 – топка; 2 – змішуючи камера; 3,4 – перша та друга зони сушильної камери; 5 – камера охолодження.