Повышение эффективности процесса аэродинамического транспортирования зернового вороха за счет управления параметрами воздушного потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Васильев, Дмитрий Владимирович

• Васильев, Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Васильев, Дмитрий Владимирович

Оглавление

Введение

1. Состояние проблемы и задачи исследования

1.1. Роль транспортеров для зерна в процессе производства урожая зерновых культур

1.2. Способы транспортирования зерна на предприятиях послеуборочной доработки

1.3. Классификация и принцип работы аэрационных транспортеров

1.3.1. Принцип работы аэрационных транспортеров

1.3.2. Классификация аэрационных транспортеров

1.3.3. Совмещение сушки и аэрационного транспортирования

1.4. Краткий обзор работ по повышению эффективности аэрационных транспортеров

1.5. Постановка цели и задачи исследования

2. Анализ технологического процесса аэрационного транспортирования зерновых материалов аэрационным транспортером

2.1. Анализ функционирования технологического процесса транспортирования зерновых материалов аэрационным транспортером

2.1.1. Протекание процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером

2.1.2. Зерно как объект транспортирования и сушки

2.1.3. Зависимость производительности аэрационных транспортеров от конструкционных параметров и свойств зерновой массы

2.1.4. Связи влаги в зерне

2.1.5. Перемещение влаги в зерне в процессе транспортирования аэрационным транспортером

2.1.6. Воздух как агент аэрационного транспортирования и сушки

2.2. Принцип действия аэрационного транспортера с возможностью управления параметрами воздушного потока

2.3. Модель функционирования технологического процесса аэрационного транспортирования зерна аэрационным транспортером

2.4. Случайные процессы модели функционирования аэрационного транспортера для зерна

2.5. Идентификация модели функционирования аэрационного транспортера для зерна

2.6. Оценка эффективности функционирования аэрационного транспортера для зерна

3. Программа и методика экспериментальных исследований технологического процесса аэрационного транспортирования зерна аэрационным транспортером

3.1. Задачи и программы экспериментальных исследований

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований

3.2.1. Исследования аэрационного транспортера в производственных условиях

3.2.2. Лабораторные исследования аэрационного транспортера

3.3. Приборы и устройства, применяемые при экспериментальных исследованиях

4. Результаты экспериментальных исследований технологического процесса аэрационного транспортирования

4.1. Характеристики технологического процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером

4.2. Выбор основных параметров транспортирования

4.3. Показатели технологического процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером

4.4. Результаты идентификации модели функционирования технологического процесса аэрационного транспортирования зерна и оценки эффективности работы аэрационного транспортера

4.5. Совершенствование технологического процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером

4.6. Исследования технологического процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером методами имитационного цифрового

моделирования

5. Технико-экономическая эффективность аэрационного транспортера для

зерна

Основные выводы

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности процесса аэродинамического транспортирования зернового вороха за счет управления параметрами воздушного потока»

Введение

Актуальность работы. Зерно злаковых культур в виде продуктов его переработки является главной составляющей продуктов питания человека.

Послеуборочная обработка — один из важнейших этапов при производстве зерна. Именно с помощью нее достигаются решения тех задач, которые ставятся в конкретном случае: зерно может быть фуражным, семенным или продовольственным. Важное значение имеет решение вопросов, связанных с повышением качества и снижением затрат на послеуборочную обработку и хранение зерна, при этом особое место отводится оборудованию, выполняющему его прием и транспортирование между технологическими операциями послеуборочной доработки. Особая роль отводится его временному хранению и активному вентилированию воздухом. К машинам послеуборочной обработки зерна предъявляется ряд требований, среди которых, минимизация травмирования и потерь зерна, энергоэкономичность, производительность и безотказность.

Все большее распространение на пунктах послеуборочной доработки зерна получают аэрационные транспортеры. Изучение процесса транспортирования зерна в псевдоожиженном состоянии аэрационными транспортерами и опыт их использования показали преимущества и перспективность этого вида устройств в сравнении с другими. Они меньше травмируют зерно, надежны и долговечны, энергоэффективны, благодаря особенностям конструкции, могут совмещать ряд технологических операций.

Диссертационная работа посвящена совершенствованию аэрационных транспортеров для зерна.

Пель работы - повышение эффективности процесса аэрационного транспортирования зерна путем обоснования рабочих режимов и управления параметрами воздушного потока.

Объект исследований — процесс аэрационного транспортирования зерна.

Предмет исследований — закономерности процесса аэрационного транспортирования зерна и вывод основных факторов, влияющих на эти закономерности.

Методика исследования. Использовались методы математического моделирования, статистического анализа, а также методика планирования и проведения экспериментов при исследовании процесса аэрационного транспортирования зерна.

Научная новизна работы.

- разработана модель функционирования аэрационного транспортера для зерна с учетом изменения параметров зерна во время процесса транспортирования;

представлено уравнение, описывающее процесс аэрационного транспортирования с учетом влияния на него параметров воздушного потока;

- получены графики процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером, отражающие протекание данного процесса при разных характеристиках транспортируемого зернового вороха и различных параметрах воздушного потока.

Практическую значимость работы представляют:

- обоснованные с учетом характеристик зернового материала и воздушного потока режимы работы аэрационного транспортера;

- разработанная конструкция аэрационного транспортера с возможностью управления параметрами воздушного потока;

- полученные из исследований зависимости характеристик зерна и процесса транспортирования от параметров воздушного потока.

Научные положения, выносимые на защиту: зависимости процесса транспортирования зерна аэрационным транспортером, отражающие протекание данного процесса при разных характеристиках транспортируемого зернового вороха и различных параметрах воздушного потока;

математическая модель транспортирования зерна аэрационным транспортером;

- модель функционирования аэрационного транспортера для зерна, учитывающая изменения параметров зерна во время процесса транспортирования.

1. Состояние проблемы и задачи исследования 1.1. Роль транспортеров для зерна в процессе производства урожая

зерновых культур

Производство зерна издревле являлось важнейшей отраслью сельскохозяйственного производства, ведь зерно — это и корм для животных, и основное сырье для производства многих пищевых продуктов. При производстве зерна главнейшей операцией является послеуборочная переработка. От нее зависит и качество семенного материала для будущих посевов, и качество сырья для пищевой промышленности, а также корма для сельскохозяйственных животных.

Транспортирование зерна — одна из основных вспомогательных операций при послеуборочной переработке зерна. Ранее транспортирование осуществлялось вручную, теперь ручной труд в связи с увеличивающимися объемами производства практически полностью заменен транспортерами.

Транспортеры зерна на линиях послеуборочной доработки предназначены для приема зернового материала, перемещения его между технологическими операциями и выгрузки переработанного зерна.

Транспортеры минимизируют, а часто и ликвидируют вообще потребность в ручном труде на различных операциях производственного процесса. Также, транспортеры некоторых конструкций совместно с транспортированием могут выполнять и другие технологические операции (очистка, сушка, охлаждение зерна и др.) — это в настоящее время очень ценно, в связи с увеличивающимися поточностью и автоматизацией сельскохозяйственных производств.

К транспортерам зерна на линиях его послеуборочной доработки, в силу особенностей производства, предъявляются следующие общие требования [63]:

- высокая производительность;

- удобство загрузки и выгрузки;

- бережное отношение к перемещаемому материалу;

- энергоэффективность;

- безопасность для обслуживающего персонала, равно и пожаробезопасность;

- долговечность, надежность, простота и хорошая доступность для обслуживания и ремонта.

1.2. Способы транспортирования зерна на линиях послеуборочной

доработки

На предприятиях, специализирующихся на переработке зерна, в зависимости от определенных целей и данных условий применяются разнообразные транспортирующие устройства, отвечающие необходимым требованиям.

Транспортеры для зерна

С продольно перемещающимся тягоВым органом \Ленточные\

СкредкоВый

( 1ластинчатый

КоВшоВый

С Вращающимся тягоВым органом

Спиральный

ВинтоВой

Без тягодого органа

Пневматический

Аэрационный

Гравитационный Вибрационный

Рис. 1.1. Классификация транспортеров для зерна по наличию и конструкции тягового органа

Рассмотрим наиболее распространенные в перерабатывающей промышленности виды транспортеров для зерна [37].

Винтовой (шнековый) конвейер (рис. 1.2) - состоит из жёлоба и расположенного в нём архимедова винта. Предназначены для перемещения зерна в горизонтальном и наклонном направлениях.

Рис. 1.2. Шнековый конвейер

Ковшовый конвейер - еще один тип транспортеров. Грузонесущим органом его являются ковши, ось подвеса которых проходит по средней точке, что позволяет им качаться; ковши устанавливаются с перекрытием без зазоров, в отличие от механизмов для перегрузки самотёком, по типу нории.

Иг

Рис. 1.3. Нория

Нории зерновые предназначены для вертикального транспортирования зерна и других сыпучих продуктов. Используются как транспортные средства на мукомольных, комбикормовых и хлебоприемных предприятиях, элеваторах, зерноскладах, портах, а также на других предприятиях перерабатывающих отраслей.

Ленточный конвейер состоит из кольцевой ленты, натяжного и приводного барабанов и опорных роликов; возможны модификации (трубчатый, z-образный, поворотный на 90 и 180 градусов), связанные с деформацией ленты. Транспортеры ленточные предназначены для перемещения зерна в горизонтальном и наклонном направлениях.

Рис. 1.4. Ленточный конвейер

Пневматический конвейер конвейер, тяга которого обеспечивается потоком воздуха. Пневмотранспортеры предназначены для перемещения зерна между операциями по обработке, также испопользуются при загрузке и выгрузке зернохранилищ, автомашин, вагонов, барж, судов. Пневмотранспортеры позволяют создавать гибкие и эффективные схемы транспортировки.

Рис. 1.5. Пневмотранспортер

Скребковый конвейер состоит из жёлоба и перемещающих по нему сыпучий материал скребков, крепящихся обычно на кольцевой цепи; разгрузка может осуществляться как в конце конвейера, так и через отверстия в желобе.

Рис. 1.6. Спиральный транспортер

Спиральный конвейер (гибкий) состоит из жёлоба и расположенной в нём спирали (рис. 1.6). Отличается большей производительностью, по сравнению с винтовым конвейером.

Рис. 1.7. Аэрационный транспортер

Аэрационные транспортеры (аэрожелоба) применяются для приема и выгрузки зерна, а также перемещения его между различными операциями по его обработке. Также, они способны выполнять активное вентилирование, сушку и охлаждение зерна, что благоприятно сказывается на качестве зернового материала. Это существенно отличает их от других видов транспортирующих устройств.

На пунктах обработки зерна исходя из требований технологии зерно перемещается как горизонтально, так и под различными углами. В зависимости от направления перемещения зернового материала транспортеры для зерна делятся на:

• горизонтальные

• вертикальные

• наклонные.

1.3. Классификация и принцип работы аэрационных транспортеров 1.3.1 Принцип работы аэрационных транспортеров

Аэрационный транспортер (рис. 1.8) представляет собой канал, разделенный перегородкой на верхнюю транспортирующую и нижнюю воздухоподводящую части [4].

Сжатый воздух в нижнюю часть канала подается от вентилятора. Перегородка имеет отверстия (либо щели), через которые воздух выходит под определенным углом, воздействуя на зерновую массу.

Таким образом, масса зерна по транспортирующей части перемещается под воздействием сжатого воздуха. Сыпучий материал на перегородку может поступать в различных местах по длине транспортирующего канала, а его разгрузка обычно происходит в конце аэрожелоба, но возможны и другие варианты разгрузки.

Подача

Рис. 1.8. Схема аэрационного транспортера: 1 - транспортирующий канал;

2 - воздухораспределительная решетка; 3 - воздухоподводящий канал; 4 - загрузочный бункер; 5 - задвижка; 6 - вентилятор; 7 - входной патрубок;

8 - выпускной патрубок.

Главное преимущество аэрационных транспортеров - отсутствие движущихся элементов. Это в свою очередь ведет к уменьшению числа

поломок, дешевизне обслуживания, более бережному транспортированию материалов. Также, это создает безопасные условия для работы обслуживающего персонала.

На рисунке 1.9 показано, какие силы действуют на отдельно взятую частицу в частных случаях: когда она лежит между лопатками, на горизонтальном участке поверхности воздухораспределительной решетки, и когда она находится на наклонном участке - на лопатке жалюзи [28].

прямом участке и на наклонной поверхности лопатки жалюзи

аэрационному транспортеру

Обобщив и усреднив силы, действующие на отдельно взятую частицу в разных условиях, мы можем представить схему сил, действующих на весь перемещаемый материал на значительном участке грузонесущей перегородки при его перемещении (рисунок 1.10).

Угол выхода воздуха из воздухораспределительной перегородки влияет на скорость движения зернового материала по транспортеру и на его производительность. Поскольку в аэродинамических транспортерах воздушный поток подается через щели снизу вверх под углом а, то очевидно, что часть его энергии будет расходоваться на подъем материала. Следовательно [28]:

Ry = т • д — р • sina, (1.1)

Rx=p-cosa, (1.2)

И если принять, что размеры частиц значительно больше величины отгиба чешуйки (либо ширине щели), частицы движутся вдоль перегородки без отрыва, то Rx> Ry • f, отсюда:

Р . = f'm__п 3)

Гт1П cosa+f-sina'

где Pmin — минимальной давление, необходимое для перемещения данного материала массой m по аэрожелобу с углом выхода струй воздуха а.

Тогда необходимую силу воздушного потока, выходящего под углом а для смещения материала с массой m можно найти из следующего выражения:

F = тд(sina + /2 cosa), (1.4)

где а - угол выхода воздуха;

/2 - коэффициент трения материала о поверхность грузонесущей перегородки;

m - масса перемещаемого материала, кг;

g — ускорение свободного падения, м/с2;

F - сила воздушного потока, выходящего из перегородки, Н.

Из выражения 1.4 очевидно, что при одном и том же давлении воздуха в воздухоподводящем канале при разных углах выхода воздуха из воздухораспределительной перегородки, ввиду уменьшения или увеличения силы, действующей на материал, будет разная скорость движения зернового материала и производительность транспортера.

В аэрационных транспортерах, применяемых в настоящее время, угол выхода воздуха не изменяется, он установлен исходя из усредненных требований, что не всегда отвечает требованиям производительности и снижения потерь зернового материала от механических повреждений.

1.3.2 Классификация аэрационных транспортеров

Аэрационные транспортеры бывают трех видов: аэрогравитационные транспортеры, виброаэрационные и аэродинамические транспортеры (аэрожелоба) [21].

В аэрогравитационных транспортерах при небольшом уклоне пористой перегородки псевдоожиженный, или кипящий, слой сыпучего материала, поддерживаемый перегородкой, перемещается под действием гравитационных сил.

Рис. 1.10. Классификация аэрационных транспортеров для зерна

Особенности аэрогравитационных транспортеров: выход струй воздуха перпендикулярен к плоскости перегородки; образование псевдоожиженного, или кипящего, слоя; возможность перемещения материала только при

наклоне воздухораспределительной перегородки, транспортирование как тонкодисперсных, так и зернистых материалов; необходимость очистки воздуха, подаваемого под пористую перегородку, от пылевидных частиц во избежание забивания пор; значительное аэродинамическое сопротивление пористых перегородок при больших удельных расходах воздуха. Их применяют для транспортирования муки, цемента и других мелкодисперсных материалов.

Когда в качестве воздухораспределительного устройства применяют жалюзийные воздухораспределительные решетки, или чешуйчатые сита, с направленным выходом струй воздуха, то такие аэрационные транспортеры называют аэродинамическими транспортерами, или аэрожелобами.

Отличительные особенности аэродинамических транспортеров: перемещение сыпучего материала в основном под действием кинетической энергии струй воздуха, выходящих из отверстий решетки и направленных, в сторону движения слоя; транспортирование материала не только при уклоне воздухораспределительной решетки, но и при ее горизонтальном положении.

Аэродинамическими транспортерами затруднительно перемещать тонкодисперсные (пылевидные) материалы вследствие их распыла. Важным их достоинством в то же время является незабиваемость отверстий воздухораспределительной решетки [74].

Аэрожелоба распространены шире, чем аэрогравитационные транспортеры.

Также имеется и еще один вид аэрационных транспортеров виброаэрационные транспортеры. В них процесс вибрационного перемещения сыпучего материала сочетается с аэрированием слоя. Однако они распространения не получили ввиду сложности конструкции.

а

-движение материала —— -движение воздуха

Рис. 1.11. Технологические схемы аэродинамических устройств: а -

прямоточный аэродинамический желоб; б - противоточный аэродинамический желоб; в - прямоточный аэродинамический желоб всасывающего типа; г - аэрогравитационный транспортер: 1 - вентилятор; 2

- питающее устройство; 3 - окно; 4 - задвижка; 5 - транспортирующий канал; 6 - воздухораспределительная перегородка; 7 - воздухоподводящий канал; 8 - выгрузное устройство; 9 - фильтр очистки воздуха.

Рис. 1.12. Схема вентиляционной установки с аэрожелобами открытого типа: 1 — зерновая насыпь; 2 - воздухораспределительная перегородка; 3 -воздухоподводящий канал; 4 — ленточный транспортер; 5 — выгрузное

устройство; 6 — вентилятор.

Аэрожелоба могут работать в двух условиях, что определяет область их применения. В первом случае аэрожелоб служит транспортирующим средством. При перемещении материала такими устройствами возможно выполнение ряда технологических операций (нагрев, охлаждение, активное вентилирование, сушка, очистка зерна) [4].

Во втором случае это многофункциональные аэрожелоба, устанавливаемые в приемных бункерах больших параметров, засыпаются зерном по всей длине на высоту нескольких метров, и служат не только для разгрузки, но и для активного вентилирования зерна и выполнения других операций. Воздух при вентилировании подается через решетку в неподвижную зерновую насыпь, что исключает необходимость устройства в складах установок для активного вентилирования зерна.

вентилятор; 3 - патрубок переходной; 4 - канал воздухоподводящий; 5 -

решетка воздухораспределительная; 6 - дно канала; 7 - трап; 8 - зонд вытяжной; 9 - щель продувочная; 10 - заслонка; 11 - колонна; 12 - стенка

наклонная; 13-бункер; 14-крыша

На зерноперерабатывающих агрегатах и комплексах большое применение находят приемные отделения, составной частью которых являются завальная яма или наземный бункер или несколько бункеров с установленными в них аэрожелобами. В отделениях аэрожелоба наряду с выгрузкой и транспортированием зерновой массы осуществляют ее вентилирование. При этом исключается выгрузка зерновой массы на перевалочные площадки для ожидания е обработки и полностью механизируется выполнение погрузочно-разгрузочных работ (рис. 1.13).

Бункер зерновым ворохом заполняется в направлении от вентилятора к выпускному окну. При установке заслонки в положение "закрыто" и работающем вентиляторе происходит активное вентилирование вороха, а при определенных условиях - и его подсушка. При установке заслонки в положение "открыто" и работающем вентиляторе выполняется выгрузка вороха и последующая его подача на технологическое оборудование зерноперерабатывающего пункта.

Рис. 1.14. Схема поперечного горизонтального аэрожелоба в зерновом складе с плоским полом: 1 - предохранительная колонна; 2 - ленточный транспортер; 3 - выпускная воронка; 4 - задвижка; 5 - транспортирующий канал аэрожелоба; 6 - воздухораспределительная решетка; 7 — воздухоподводящий канал; 8 - входной патрубок; 9 - вентилятор.

б

Рис. 1.15. Сенажные башни БС-9,15 для хранения фуражного зерна: а - общий вид, б - устройство сенажной башни.

Важнейшей частью аэрационного транспортера является воздухораспределительная перегородка (решетка). Ее тип подбирают в зависимости от назначения транспортера и параметров транспортирования, так как от размеров и формы ее отверстий (либо щелей), их числа на единицу площади, толщины и других параметров зависит режим псевдоожижения дисперсного потока и энергоемкость процесса аэрационного транспортирования [75].

А

а

\

IШ ;Н

и

А-А

И У

ОС1

о.

б

и» '

Рис. 1.16. Наиболее распространенные типы воздухораспределительных перегородок аэродинамических транспортеров: а - чешуйчатая; б - жалюзийная; в - пластинчатая

Воздухораспределительные устройства аэродинамических

транспортеров выполняются из перфорированных металлических жалюзийных решеток (рис 1.16, а), в частности, из чешуйчатых сит дробилок зерна РБД-3000 или специально изготовленные.

Схема воздухораспределительной перегородки, выполненной из прямоугольных в поперечном сечении стальных пластин, размещенных относительно друг друга с перекрытием и образующих между собой щелевое отверстие, представлена на рисунке 1.1, б. Перегородка характеризуется шагом В, шириной I и толщиной пластин, расстоянием (шагом) 1п, размещением относительно друг друга, углом ап установки относительно плоскости, образованной нижними кромками пластин и величиной зазора Д между ними.

Связь между параметрами перегородки определяется равенством:

Д= (1-сп)'1дап-8 = 1п^дап-8. (1.5)

Другой тип перегородок — пластинчатая (рис. 1.1, в). Она образована пластинами, имеющими толщину 6...8 мм, а в поперечном сечении — форму параллелограмма. Пластины устанавливают так, что рабочая поверхность перегородки образуется одной из больших сторон параллелограмма, а между пластинами — зазор Д. Преимущество этой перегородки в том, что она обеспечивает выход струй воздуха под углом 60...70° к ее поверхности, вследствие чего сыпучий материал перемещается толстым слоем и с меньшей скоростью. Величина зазора между пластинами перегородки определяется по формуле:

Д= 8/соБап — (1п — Г)/Ьдап. (1.6)

Жалюзийные решетки и металлические перфорированные сита со щелевыми отверстиями обладают небольшим аэродинамическим

сопротивлением при прохождении через них воздушного потока и большей стойкостью к засорению, нежели чешуйчатые сита, которые находят применение лишь там, где важна низкая стоимость аэрационного транспортера и нет высоких требований к параметрам и характеристикам процесса транспортирования.

Важной частью аэрационных транспортеров, определяющей многие их технологические параметры, являются вентиляторы [76]. Они служат для создания транспортирующего воздушного потока. Наиболее часто применяются осевые вентиляторы, реже — радиальные.

Рис. 1.17. Аэродинамическая схема радиального вентилятора: 1 -лопастное колесо; 2 - спиральный корпус; 3 - входной патрубок; 4 - выходной

патрубок.

Радиальные вентиляторы (рис. 1.17) представляют собой расположенное в спиральном корпусе 2 рабочее лопастное колесо 1. Оно может состоять из дух дисков, между которыми размещаются лопасти; из одного диска, к которому консольно крепятся лопатки; быть бездисковым, у которого лопатки крепятся на втулке. Корпус вентилятора спиральной

1 2 3

формы изготовляют сварным, клепанным и соединенном на фальцах. При вращении колеса 1 поступающий через его входной патрубок 3 воздух подается в межлопаточные каналы колеса и под действием центробежной силы перемещается в них, отводится в корпусе, а затем выводится в выходной патрубок 4.

Осевой вентилятор (рис. 1.18) состоит из рабочего лопаточного колеса 2, установленного в корпусе 6. Колесо имеет втулку, посаженную на вал электродвигателя 5, и закрепленные на ней лопатки. Перед колесом для плавного обтекания втулки установлен обтекатель 1.

При вращении колеса поступающий через входной патрубок (коллектор) 7 воздух под воздействием лопаток перемещается между ними осевом направлении, а затем поступает в выходной патрубок 3, иногда являющийся коническим диффузором.

Рис. 1.18. Схема осевого вентилятора: 1 - обтекатель втулки; 2 - рабочее лопаточное колесо; 3 — выходной патрубок; 4 — обтекатель электродвигателя; 5 - электродвигатель; 6 - корпус; 7 - входной патрубок.

Осевые вентиляторы имеют обычно более высокий, чем радиальные, КПД, так как по пути движения воздуха через их проточную часть

внутренние потери давления меньше. Осевые вентиляторы в конструктивном исполнении значительно проще радиальных, масса их в расчете на единицу мощности существенно меньшая. Осевые вентиляторы удобно регулировать в широких пределах путем изменения угла установки или числа лопаток рабочего колеса, что дает преимущества точной настройки аэрационного транспортера под конкретную задачу. Кроме того, ввиду особенностей характеристики мощности даже существенное изменение режима эксплуатации значительно меньше влияет на нагрузку двигателей, чем у радиальных вентиляторов. Вместе с тем, поскольку при работе осевых вентиляторов не используется центробежная сила, при прочих равных условиях они создают гораздо меньшее давление.

Осевые вентиляторы целесообразно использовать при больших производительностях аэрационных транспортера и малых давлениях. В тех случаях, когда требуются значительно большие давления, необходимо применять радиальные вентиляторы. Следовательно, радиальные и осевые вентиляторы по аэродинамическим свойствам дополняют друг друга в соответствии с условиями применения.

1.3.3 Совмещение сушки и аэрационного транспортирования

Так как в аэрационных транспортерах воздушный поток пронизывает зерновой слой, то при определенных условиях может происходить удаление влаги из зерна. Это - одно из преимуществ данного вида транспортирования, сильно расширяющее область применения и функциональность аэрационных транспортеров.

Учитывая это преимущество, были разработаны и внедрены в ряде хозяйств сушилки с аэрожелобами [17]. В них происходит сушка зернового материала, находящегося на воздухораспределительной перегородке

аэрожелоба, нагретым воздухом, подаваемым через данную перегородку от вентилятора.

Сушилки с аэрожелобами совмещают сушку и автоматизированную выгрузку зерновой массы.

Рис 1.17. Классификация аэрожелобных сушилок для зерна по характеристикам зернового слоя

Сушилки с аэрожелобами классифицируются на сушилки с подвижным зерновым слоем, и на сушилки с неподвижным зерновым слоем.

В первом случае зерно перемещается непрерывно по транспортирующему каналу аэрожелоба - сушилки. Во втором случае — зерновая масса загружается в бункер с аэрожелобом, проходит там определенное время процесс сушки, а затем выгружается.

Пример аэрожелобной сушилки представлен на рисунке 1.18. Это универсальная, непрерывного действия сушилка СУША-4, разработанная Костромской ГСХА, предназначенная для сушки за один пропуск семенного, продовольственного и фуражного зерна различных культур, имеющих любую исходную влажность [28]. Сушилка устанавливается в технологических линиях послеуборочной обработки зерна.

В аэрожелобных сушилках может совмещаться сорбционный и конвективный способы сушки. Даже без осуществления нагрева воздуха, в случае, если его влажность меньше влажности зерновой массы, будет происходить в какой-то мере удаление влаги. Данное свойство имеет место быть не только для сушилок с аэрожелобами, но и для аэрационных транспортирующих устройств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Васильев, Дмитрий Владимирович, 2014 год

Список литературы

1. Алешковская В.В., Краюшкин Б.А., Коломенский C.B. Системы пневмотранспорта и аспирации муомольных заводов. — М.: Колос, 1992.-175 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. - Т. 3. — 8-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2001. — 864 с.

3. Блохин П.В. Аэрогравитационный транспорт. — М.: Колос, 1974. — 120 с.

4. Блохин П. В. Аэрожелоба для транспортировки зерна. — М: Колос, 1981.-111 с.

5. Богданов И.Н. Пневматический транспорт в сельском хозяйстве. — М.: Росагропромиздат, 1991. - 128 с.

6. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. - М.: Недр, 1986. — 284 с.

7. Бурсиан В.Р. Пнематический транспорт на предприятиях пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1964. — 276 с.

8. Вайсман М.Р., Грубиян И.Я. Вентиляторные и пневмотранспортные установки. -М.: Колос, 1984. - 368 с.

9. Валге A.M. Обработка данных в EXCEL на примерах. Методическое пособие. - Санкт-Петербург, 2011. - 110 с.

10. Васильев Д. В. Аэрационные транспортеры в сельском хозяйстве. Пути дальнейшего совершенствования. // Инновационные тенденции развития российской науки. Сб. науч. трудов III международной научно-практической конференции молодых ученых. Красноярск, 2010-5 с.

11. Васильев Д. В. Результаты лабораторных исследований процесса аэрационного транспортирования зерна. // Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Сб. науч. трудов научной конференции профессорско-преподавательского состава СПбГАУ. Санкт-Петербург, 2011 — 7 с.

12. Веселов С.А., Веденьев В.Ф. Вентиляционные и аспирационные установки предприятий хлебопродуктов. — М.: Колос, 2004. — 240 с.

13. Вельшоф Г.П. Пневматический транспор при высокой концентрации смеси перемещаемого материала. — М.: Колос, 1964. — 160 с.

14. Володин Н.П., Касторных М.Г., Кривошеин А.И. Справочник по аспирационным и пневмотранспортным установкам. — М.: Колос, 1984.-228 с.

15. Волхонов М.С. Технологические факторы и состояние зернового слоя при его обработке в аэрожелобе // Тракторы и сельхозмашины. — 2007. - №10. - С.26-27.

16. Гельперин Н.И., Айнштейн В.Г., Кваша В.Г. Основы техники псевдоожижения. -М.: Химия, 1967. - 664 с.

17. Гержой А.П., Самочетов В.Ф. Зерносушение и зерносушилки. - М: Колос, 1967.-255 с.

18. Гинзбург A.C., Дубровский В.П., Казаков Е.Д., Окунь Г.С., Ручиков В.А. Влага в зерне. - М: Колос, 1969. - 224 с.

19. Голубкович A.B., Чижиков А.Г. Сушка высоковлажных семян и зерна. -М.: Госагропромиздат, 1991. - 174 с.

20. Грушин Ю.Н., Васильев Н.К. и др. Механизация послеуборочной обработки зерна и семян. — Вологда: 1995. - 103 с.

21. Дзядзио А.М., Кеммер A.C. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях. — М.: Колос, 1967. — 295 с.

22. Дианов Л.В., Смелик В.А. Семенопункт с аэрожелобами и ромбическими сушилками. - Ярославль: ЯГТУ, 1994. — 72 с.

23. Дмитрук Е.А., Левченко В.И. Аэрожелоба в зерновых складах. // Элеваторная промышленность. - М.: ЦНТИ Мингаза СССР. 1974. -476 с.

24. Евланов Л.Г. Контроль динамических систем. М., 1972. - 424 с.

25. Епифанов A.A. Очистка и сушка семян. — Ярославль: ВерхнеВолжское книжное издательство, 1968. — 197 с.

26. Заборсин А.Ф., Васильева Т.К. Пневмотранспорт сахара в пищевой промышленности. -М.: Пищевая промышленность, 1979. — 280 с.

27. Зимин Е.М. Механизация зернохранилища на основе применения аэрожелобов: Сб. научных трудов. -М.: ВСХИЗО, 1985. - С. 72-81.

28. Зимин Е. М. Пневмотранспортные установки для вентилирования, транспортирования и сушки зерна (конструкция, теория, расчет). — Кострома: Изд. КГСХА, 2000. - 215 с.

29. Зуев Ф.Г. Пневматическое транспортирование на зерноперерабатывающих предприятиях. — М.: Колос, 1976. - 344 с.

30. Зуев Ф.Г., Лотков H.A., Полухин А.И. Подъемно-транспортные машины. - М.: Колос, 1978. - 264 с.

31. Ивлев В.А. Эксплуатация систем пневмотранспорта на деревообрабатывающих предприятиях. — М.: Лесная промышленность, 1982.-215 с.

32. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1979. - 559 с.

33. Идельчик И.Е. Аэродинамика гидравлических аппаратов (подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов). — М.: Машиностроение, 1983.-351 с.

34. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. - М.: Высшая школа, 1979.-223 с.

35. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна. - М: Агропромиздат, 1987. - 288 с.

36. Карпов Б.А. Уборка, обработка и хранение семян. - М.: Россельхозиздат, 1974. - 206 с.

37. Каталог продукции . -М.: ОАО "МОВЕН". - 104 с.

38. Ковалев Ю.П. Аэрожелоба в зерновых складах (серия "Элеваторная промышленность"). - М.: Мин-во загот. СССР, ЦНИИТЭИ, 1974. - 46 с.

39. Кореневский С.М. Пневматический транспорт материалов по аэролотку: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Киев, 1953. - 14 с.

40. Коробов В.В. Пневмотранспорт щепы. - М.: Лесная промышленность, 1968.-256 с.

41. Коровкин А.Г. Характеристика диаметральных вентиляторов ЦАГИ с различной шириной колеса / Промышленная аэродинамика. - М.: Машиностроение, 1966. - Вып. 28. - С. 214-235.

42. Криошеин А.И. Наладка пневматических устройств на зерноперерабатывающих предприятиях. — М.: Колос, 1976. - 176 с.

43. Кубеев Е.И., Смелик В.А. Технологии и технические средства по предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур. — СПб: Типография СПбГАУ, 2011. - 211 с.

44. Лобаев Б.Н. Расчет воздуходувов. — Киев: Госстройиздат УССР, 1959. - 197 с.

45. Лукашевич М.Н., Корниенко В.И. Монтаж и эксплуатация пневмотранспортных установок в сельском хозяйстве. — Минск: Ураджай, 1985.-120 с.

46. Лурье А. Б. Громбчевский А. А. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. — Л. Машиностроение, 1977. — 527 с.

47. Лурье А. Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов.-М.: Колос, 1981.-387 с.

48. Лурье А.Б., Еникеев В.Г., Теплинский И.З., Смелик В.А. Сельскохозяйственные машины. / под ред. Еникеева В.Г./ С-П: СПбГАУ, 1998.-366 с.

49. Лыков A.B. Теория сушки. -М: Энергия, 1968. — 471 с.

50. Малевич И.П., Матвеев А.И. Аэрожелоба. — В кн.: Пневматический транспорт сыпучих строительных материалов. — М.: Стройиздат, 1979. -С. 91...93.

51. Мельник Б.Е., Малин Н.И. Справочник по сушке и активному вентилированию зерна. - М.: Колос, 1980. - 176 с.

52. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. — 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980. - 168 с.

53. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. // Шпилько A.B., Драгойцев В.И., Тулапин П.Ф. и др. - М.: ВНИИЭСХ, 1998. - 219 с.

54. Морозов В.В., Тельпук М.Б. Охлаждение зерна в аэродинамическом охладителе // Сельский механизатор. - 2011. - №5. — С. 10-11.

55. Муштаев В.И., Ульянов В.М., Тимонин A.C. Сушка в условиях пневмотранспорта. — М: Химия, 1984. - 232 с.

56. Назаренко E.H. Аэрожелоба в складах // Техника в сельском хозяйстве. - 1974. - №11. - С. 27-28.

57. Окунь Г.С., Чижиков А.Г. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. — М: ВНИИТЭИагропром, 1987. — 55 с.

58. Онхонова Л.О. Исследование процесса пневмотранспортирования и обоснование параметров комбинированной установки для аэрации и пневматической выгрузки зерна с плоских днищ сельскохозяйственного типа: Автореф. дисс. ...канд. техн. наук. - М., 1961.-23 с.

59. Павловский Г.Т., Птицын С.Д. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - М: "Высшая школа", 1972. — 256 с.

60. Патент № 2136137 В 65 D 88/70 Аэрожелоб. / Дианов Л.В., Смелик В.А., Новикова Н.Е., Ширяев A.C., № 98105280; заяв. 17.03.1998; опуб. В Б.И. № 25, 1999.

61. Патент № 2194227 F 26 В 3/06, А 01 F 25/08 Сушилка с аэрожелобами. / Дианов Л.В., Смелик В.А., Ширяев A.C., № 2000123937; заяв. 18.09.2000; опуб. В Б.И. № 34, 10.12.2002.

62. Патент № 2472691С2, B65G53/18 Аэродинамический транспортер для зерна. / Васильев Д.В., Смелик В.А., Ерошенко Л.И., № 2011114184/11; заяв. 11.04.2011; опуб. 20.01.2013.

63. Палшаускас М.И. Параметры и режимы работы аэроканалов при перемещении и вентилировании зерна в хранилищах сельскохозяйственного назначения: Автореф. дисс. ...канд. техн. наук. - Л. - Пушкин, 1986. - 16 с.

64. Панов A.A. Технология послеуборочной обработки семян зерновых культур. -М.: Колос, 1981. - 144 с.

65. Подоплелов С.А. Исследование процесса аэродинамического перемещения зерна в системе технологических линий предприятий его послеуборочной обработки и хранения (в условиях Северо-Западной зоны): Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Л. - Пушкин, 1983. — 18 с.

66. Попов Н.Я., Лупенко С.А. Физико-механические свойства семян многолетних трав. - Труды ВНИИЗ, 1979, вып. 79.

67. Попов Н.Я., Лупенко С.А., Заболотская Е.В. Аэродинамические свойства семян многолетних трав. — Труды ВНИИЗ, 1975, вып. 80.

68. Проектирование и расчет подъемно-транспортных машин сельскохозяйственного назначения. / М.Н. Ерохин, A.B. Карп, H.A. Выскребенцев и др.; Под ред. М.Н. Ерохина и А.В Карпа. - М.:Колос, 1999.-228 с.

69. Птицын С.Д. Зерносушилки, технологические основы, тепловой расчет и конструкции. - М.: Машиностроение, 1966. - 211 с.

70. Птицын С.Д. Зерносушилки. 2-е изд. испр. и доп. - М.: Машиностроение, 1968. -214 с.

71. Сакун В.А. Сушка и активное вентилирование зерна и зеленых кормов. - М.: Колос, 1969. - 176 с.

72. Самочетов В.Ф., Джогонян Г.А. Зерносушение. — М.: Колос, 1970. — 287 с.

73. Сегаль И.С. Пневматические транспортные желоба. - М.: Машгиз, 1950.-67 с.

74. Смелик В.А. Технологическая надежность сельскохозяйственных агрегатов и средства ее обеспечения. - Ярославль: 1999. - 230 с.

75. Сычугов Н.П. Пневматические и аэродинамические транспортеры: Монография. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2012. - 396 с. -ил.

76. Сычугов Н.П. Транспортно-вентиляционные аэрожелоба: Учебное пособие. - Киров: Вятская ГСХА, 2010. - 268 с. - ил.

77. Сычугов Н.П. Вентиляторы. - Киров: ГИИПП "Вятка", 2000. - 228 с.

78. Сычугов Н.П. Исследование процесса перемещения зерна аэродинамическим транспортером // Тракторы и сельхозмашины. -1979. - №7.-С. 22-24.

79. Сычугов Н.П. О коэффициенте концентрации смеси при перемещении зерна аэрожелобом // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1980. - №11. - С. 14-16.

80. Сычугов Н.П. Перемещение зерна открытым аэродинамическим транспортером // Вестник сельскохозяйственной науки. — 1980. - №5. — С. 59-65.

81. Сычугов Н.П. Установки активного вентилирования и сушки зерна. Киров: Вятская ГСХА, 1996. - 65 с.

82. Сычугов Н.П. Установки пневматического транспортирования зерна. — Киров: Типография "Старая Вятка", 2007. - 207 с.

83. Сычугов Н.П., Вайсман A.A. Исследование гидродинамики двухфазного потока в аэродинамическом транспортере / Киров, с.-х. ин-т. - Киров, 1986. - 21с. — Деп. В ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаше 5.01.87, №780-тс 870.

84. Сычугов Н.П, Мельников Н.В. Испытание аэрожелобов, применяемых в пунктах послеуборочной обработки и хранения зерна // Доклады РАСХН. - 1996. - №1. - С. 46-48.

85. Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В., Исупов В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и семян трав. - Киров: ФГУПП "Вятка", 2003.-368 с.

86. Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В., Сычугов А.Н. Обоснование параметров процесса функционирования вентилятора в пневмосистеме аэрожелоба // Улучшение эксплатационных показателе й сельскохозяйственной техники. С. науч. трудов ("Наука - Технология - Ресурсосбережение"), вып. 9. - Киров: Вятская ГСХА, 2009. С. 229 -235.

87. Сычугов Н.П., Тимкин В.И. Влияние некоторых параметров на производительность открытого аэрожелоба // Вопросы теории, эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка: Межвуз. сб. науч. трудов. - Пермь, 1980 - С. 106 - 109.

88. Таубер Б.А., Калитееский Р.Е, Кромцев Е.К. Внутризаводской транспорт. -М.: Лесная промышленность, 1978. —240 с.

89. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технологии приема, обработки, хранения зерна и продуктов его переработки. - М.: Колос, 1983. — 351 с.

90. Турбин Б.Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин. - Л.: Машиностроение. 1968. - 160 с.

91. Турбин Б.Г., Лурье А.Б., Григорьев С.М. и др. Сельскохозяйственные машины. Теория, конструкция и расчет. — М.: Машгид, 1963. — 575 с.

92. Уколов B.C. и др. Особенности вентилирования семян в складах, оборудованных не типовыми аэрожелобами // Техника и технология хранения и переработки зерна: Сб. науч. тр. ВНИИЗ. — М.: ЦННИИТЭИ Мингаза СССР, 1976. - 83 с.

93. Уколов B.C. Усовершенствование аэрожелобов. // Обработка и хранение семян. — М.: Колос, 1988. — 99 с.

94. Урбан Я. Пневматический транспорт (перевод с чешского). — М.: Машиностроение, 1967 — 120 с.

95. Федоров И.М. Теория расчета процесса сушки во взвешенном состоянии. Под ред. Н.М. Михайлова - М.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1995.- 176 с.

96. Фирсов М.М., Пышкин В.К. Пневматическое транспортирование зерна: конструкция, теория, расчет. - М.: ООО "Висма", 2001. - 224 с.

97. Фирсов М.М. Тенденции развития пневмотранспортных установок в европейских странах // Тракторы и сельхозмашины. - 2002. - №5.

98. Франс Дж., Торнли Дж.Х.М. Математические модели в сельском хозяйстве. / Пер. с англ. A.C. Каменского; под ред. Ф.И. Ерешко. — М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

99. Хорошев Г.А, Петров Ю.И., Егоров Н.Ф. Борьба с шумом вентиляторов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 144 с.

100. Центробежные вентиляторы / Под ред. Т.С. Соломаховой. — М.: Машиностроение, 1975. - 416 с.

101. Чепурин Г.Е., Климок И.И., Иванов Н.М. Развитие механизации уборки и послеуборочной обработки зерна в Сибири. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. - № 6. - С. 14-17.

102. Черняев Н.П. Аэротранспортеры с направленным выходом воздуха для перемещения зернопродуктов. - М.: ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1974. - 68 с.

103. Черняев Н.П. Некоторые результаты исследования аэрожелоба с жалюзийной перегородкой. - В сб.: Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных и складских работ. JL, 1968. -Ч. 1.-С. 101-107.

104. Черняев Н.П. Пневматические желоба для зерна и зернопродуктов // Элеваторная, мукомольно-крупяная и комбикормовая промышленность. — М.: ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1969.-54 с.

105. Шибаев П.Н., Карпов Б.А. Активное вентилирование семян. - М.: Россельхозиздат, 1969. - 110 с.

106. Ширяев А.С. Повышение эффективности сушки урожая зерновых, кормовых культур и их грубоизмельченной массы в установках с неподвижным слоем сушимого материала за счет совершенствования сушильной камеры: Автореф. дисс. канд. техн. наук. — Ярославль, 2002. — 17 с.

107. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1977. -304 с.

108. Электронный ресурс wwwl.fips.ru (Федеральное государственное бюджетное учреждение Федеральный институт промышленной собственности).

109. Яблоков А.В. Повышение эффективности технологического процесса работы пневматического штангового ультрамалообъемного опрыскивателя за счет совершенствования распылительной системы. Автореферат дис. На соискание уч. ст. канд. техн. наук. Санкт -Петербург, Пушкин. 2001. — 16 с.

110. Furukava L., Ohmae Т. Liguidlikeproperties of fluidized systems, "ing. Eng. Chem." V50,5, 1958

111. Williams W.A., Elliott J.R. 1960. Ecological significance of seed coat impermeability to moisture in crimson, subterranean and rose clovers in a Mediterranean-type climate. Ecology 41:733-742.