Розрахунок зони охолодження.

2.6.1.Матеріальний баланс зони охолодження.

Процес охолодження супроводжується випаровуванням вологи із зерна. Масу зерна на виході із зони охолодження визначають за допомогою рівняння балансу сухого зерна:

(2.58)

Кількість випаруваної вологи в охолоджувальній камері

кг/год (2.59)

2.6.2. Витрати повітря та теплоти в зоні охолодження

Витрати сухого холодного повітря , кг, на випаровування вологи розраховують за формулою:

(2.60)

Температуру зерна на виході із камери охолодження , ⁰С, визначають за формулою:

, (2.61)

або приймають вище температури зовнішнього повітря не більше як на 10⁰С.

Вологовміст повітря на виході із охолоджувальної камери d₃, г/кг с.п., знаходять за Нd - діаграмою після побудови процесу охолодження або за формулою:

(2.62)

де φ₃ - відносна вологість повітря на виході із охолоджувальної камери, % можна прийняти φ₃=75%;

Р_бар – барометричний тиск зовнішнього повітря, Па;

Р_н – парціальний тиск водяної пари в стані насичення при температурі (знаходиться за таблицями водяної пари), Па.

Питомі витрати сухого холодного повітря , кг на 1 кг випареної вологи

(2.63)

Різницю припливів та витоків теплоти для охолоджувальної камери розраховують на основі рівняння теплового балансу:

, (2.64)

де - теплота, яка виноситься із камери охолоджуючим повітрям, кДж/год;

- теплота, відведена в охолоджуючій камері від зерна, кДж/год;

- теплота, внесена в охолоджуючу камеру з вологою, що є в зерні, кДж/год;

- втрати теплоти в навколишнє середовище, кДж/год.

Теплота, відведена в охолоджувальній камері від зерна:

(2.65)

де С₃ – питома теплоємність зерна на виході із охолоджувальної камери, кДж/(кг·К).

Розраховується за формулою

(2.66)

Теплота, внесена в охолоджувальну камеру з вологою,

(2.67)

Втрати теплоти в навколишнє середовище

(2.68)

де К_ох - коефіцієнт теплопередачі через стінки охолоджувальної камери, Вт/(м²·К). Визначається аналогічно К_о для сушильної камери;

F_x - площа поверхні стінок охолоджувальної камери, м². Визначається на основі технічних характеристик зерносушарок (додаток 2.3). При розрахунку F_x необхідно врахувати площу поверхні нижнього перекриття;

- середня температура зерна в охолоджуючій камері, ⁰С.

Витрати холодного повітря в охолоджуючій камері (шахті)

. (2.69)

При розрахунку на 1 кг випаруваної вологи рівняння (2.69) запишеться

. (2.70)

Різниця припливів і втрат теплоти в охолоджуючій шахті

(2.71)

Питомі витрати повітря в охолоджуючій шахті , кг на 1 кг випаруваної вологи

. (2.72)

Для конструктивного розрахунку та вибору устаткування приймається більше із двох, розрахованих за формулами (2.63) і (2.72).

Графоаналітичний розрахунок охолодження зерна.

Через точку А на Нd – діаграмі (див. рис.2.3) проводять лінію Н₀ =const. На цій лінії вибирають довільну точку е₃ і проводять горизонтальну лінію e₃f₃. Точка f₃ лежить на перетині горизонталі з лінією сталого вологовмісту (d₀ =const), яка проходить через точку А. Із точки е₃ по вертикалі вгору відкладають відрізок е₃Е₃, величину якого визначають за формулою:

е₃Е₃=е₃f₃ (2.73)

Через точки А і Е₃ проводять лінію до перетину з ізотермою t₃ або лінією відносної вологості φ₃ в точці С₃. Із точки С₃ опускають перпендикуляр С₃D₃ на лінію d₀ =const.

Питомі витрати повітря на охолодження , кг на 1 кг випареної вологи

, (2.74)

де відрізок С₃D₃ визначається за Нd – діаграмою, мм.

Витрати повітря за годину L_x, кг/год:

, (2.75)

Об’єм вологого повітря на вході в охолоджувальну камеру , м³/год:

. (2.76)

Величину знаходять за таблицями питомих об’ємів вологого повітря при t₀ і φ₀ (додаток 2.4).

Сумарні витрати теплоти, сушильного агента і палива в сушильній камері.

Витрати теплоти:

,кДж/кг. (2.77)

Витрати сушильного агента:

, кДж/год. (2.78)

Об’ємні витрати:

, м³/год. (2.79)

Витрати палива:

, кг/год. (2.80)

де - ККД топки. При роботі на твердому паливі =0,8…0,9, на рідкому і газоподібному – 0,95…0,97.

Витрати умовного палива:

, кг/год. (2.81)

Питомі витрати палива на 1 кг випаруваної вологи:

, кг (2.82)

Коефіцієнт корисної дії зерносушарки:

. (2.83)

де r – теплота пароутворення, кДж/кг; r=2500+2,34 ;

W – сумарна кількість вологи, яка випарувалась в сушильній і охолоджуючій камерах:

, кг (2.84)

Середньоарифметичне значення температури зерна по всіх зонах (сушіння і охолодження),

, ⁰С. (2.85)