Повышение эффективности сушки зерна в барабанной гелиосушилке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Ченин, Алексей Николаевич

• Ченин, Алексей Николаевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Ченин, Алексей Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ЗЕРНОСУШИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ НА БАЗЕ ГЕЛИОУСТАНОВОК И СПОСОБОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ЗЕРНА

1.1 Направления снижения энергоемкости и повышения экологичности процесса сушки зерна

1.2 Анализ развития зерносушильной техники на базе гелиоустановок

1.3 Анализ способов интенсификации тепломассообмена в процессе сушки зерна

1.4 Цель и задачи исследования

Глава 2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОДЯНОГО

АККУМУЛЯТОРА ТЕПЛОТЫ, СИСТЕМ АКТИВНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВА СУШИЛЬНОГО АГЕНТА БАРАБАННОЙ ГЕЛИОСУШИЛКИ ЗЕРНА

2.1 Обоснование параметров водяного аккумулятора теплоты барабанной гелиосушилки

2.2 Обоснование параметров систем активной вентиляции и

электроподогрева сушильного агента барабанной

гелиосушилки

2.3 Математическая модель барабанной гелиосушилки зерна с

водяным аккумулятором теплоты, системами активной

вентиляции и электроподогрева сушильного агента

Глава 3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Цель и программа экспериментальных исследований

3.2 Описание барабанной гелиосушилки зерна с водяным

аккумулятором теплоты, системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента

3.3 Общая методика экспериментальных исследований

3.4 Методика определения физико-механических свойств зерна

3.5 Методика определения всхожести и энергии прорастания семян

3.6 Методика исследования процесса сушки зерна в гелиосушилке

Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Климатические условия экспериментальных исследований

4.2 Показатели зерновой массы как объекта сушки

4.3 Результаты сравнительного испытания водяного и гравийного аккумуляторов теплоты барабанной гелиосушилки

4.4 Обоснование параметров систем активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента барабанной гелиосушилки

Глава 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БАРАБАННОЙ ГЕЛИОСУШИЛКИ ЗЕРНА С ВОДЯНЫМ АККУМУЛЯТОРОМ ТЕПЛОТЫ, СИСТЕМАМИ АКТИВНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВА СУШИЛЬНОГО АГЕНТА

5.1 Критерий обоснования параметров барабанной гелиосушилки зерна

5.2 Технико-экономические показатели барабанной гелиосушилки зерна с водяным аккумулятором, системами активной

вентиляции и электроподогрева сушильного агента

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности сушки зерна в барабанной гелиосушилке»

Введение

В последние годы в России наращивается производство зерна. Для обеспечения продовольственной безопасности страны важно не только увеличение его производства, но и обеспечение соответствующего качества зерна, производство которого сезонно и, поэтому, необходимо обеспечить его длительное хранение за счет послеуборочного досушивания

При больших объемах производства и высокой влажности свежеубранного зерна - более 20 % для его сушки применяются сушилки различных типов, расходующих в основном жидкое, газообразное топливо или электроэнергию [54]. Высокотемпературные сушилки, обладая большой производительностью, имеют ряд недостатков, делающих их применение в небольших хозяйствах при малых объемах производства зерна неэффективным. До 10 % в цене зерна составляет стоимость топлива, расходуемого на его сушку [11].

Обычной практикой небольших коллективных, крестьянских (фермерских) хозяйств является уборка зерна после того, как его влажность на колосе достигнет 16... 17 % и ниже. Хозяйства, выжидая достижения данной влажности зерна на колосе, тем самым теряют время, приходящееся на оптимальные сроки уборки, и теряют зерно.

Важным направлением в обеспечении устойчивого развития сельского хозяйства является переход на импортозамещение в производстве семян овощных культур. Объемы производства этих семян значительно меньше и, в связи с этим, актуальность решения задач их малозатратной, энергосберегающей, высококачественной послеуборочной сушки очень высока.

Одним из перспективных направлений обеспечения послеуборочного досушивания зерна при минимальных энергетических и финансовых затратах является использование гелиоустановок, в т.ч. барабанных гелиосушилок [12, 14, 26, 52, 88].

Процессы сушки и хранения зерна освещены в работах Авдеева А.В., Акулича П.В., Атаназевича В.И., Вобликова Е.М., Гинзбурга А.С., Голубковича

А.В., Жидко В.И., Журавлёва А.П., Елизарова В.П., Колесова Л.В., Крауспа В.Р., Курдюмова В.И., Курочкина А.А., Лурье А.Б., Лыкова А.В., Михайлова Ю.А., Остапчука Н.В., Павлова С.А., Павлушина А.А., Пехальского И.А., Птицына С.Д., Рудобашты С.П., Сажина Б.С., Семенова В.Ф., Супруновича Р., Цугленка Н.В. и др. [1, 4, 9, 21, 30, 31, 46, 48, 49, 57, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 68, 82, 84, 86, 89, 92, 97, 99].

Вопросы снижения энергоемкости сельского хозяйства, в т.ч. сушкой сельскохозяйственного сырья в гелиоустановках отражены в работах Алдошина Н.В., Байдакова Е.М., Горбачева И.В., Купреенко А.И., Надирова Н.А., Омарова Ш.К., Севернева М.М., Скороходова А.Н., Стребкова Д.С., Федоренко В.Ф. и др. [5, 12, 13, 16, 32, 28, 75, 79, 81, 85, 90, 96].

Теория сушки получила значительное развитие в работах отечественных ученых А.С. Гинзбурга, П.Д. Лебедева, А.В. Лыкова, Г.К. Филоненко, а также зарубежных ученых - О. Кришера, В. Мальтри, Л. Отена, Л. Пабиса, Э. Петке, Б. Шнайдера и др. [66, 70, 71, 72, 73, 76, 101].

Вопросами влияния режимов сушки на качество зерна, повышения эффективности процесса сушки занимались В.И. Анискин, В.И. Жидко, Б.А. Карпов, В.Р. Краусп, А.Б. Лурье, Н.И Малин, С.К. Манасян, Юкиш А.Е. и др. [69, 78, 103, 104].

Однако большинство данных работ посвящено вопросам процесса сушки в высокотемпературных сушилках, характеризующихся стабильностью и управляемостью параметров сушильного агента и незначительным влиянием колебаний параметров окружающей среды на процесс сушки.

Поэтому вопросы повышения эффективности сушки зерна, обеспечения стабильности процесса сушки при неустойчивых погодных условиях, снижение материалоемкости остаются актуальными задачами совершенствования гелиосушильных установок.

Целью исследований является интенсификация процессов тепломассообмена в барабанной гелиосушилке путем обоснования ее параметров, обеспечивающих сокращение времени сушки и снижение материалоемкости.

На основе поставленной цели необходимо решить такие задачи исследования:

1. Обосновать конструктивно-технологическую схему гелиосушилки с водяным аккумулятором теплоты, системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента.

2. Разработать математическую модель обоснования параметров барабанной гелиосушилки с водяным аккумулятором теплоты, системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента.

3. Экспериментально проверить теоретические положения и посредством полученных математических моделей и установленных зависимостей обосновать параметры барабанной гелиосушилки с водяным аккумулятором теплоты, системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента.

4. Провести производственную проверку и дать технико-экономическую оценку эффективности результатов исследований.

Научную новизну работы составляет математическая модель обоснования параметров барабанной гелиосушилки зерна, позволяющая определить расчетные значения температуры нагрева зерна и времени его сушки с учетом интенсификации тепломассообменных процессов.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в определении параметров барабанной гелиосушилки зерна с водяным аккумулятором теплоты и системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента, обеспечивающих интенсификацию тепломассообменных процессов, стабильность процесса сушки при неустойчивых погодных условиях, снижение материалоемкости гелиосушилки.

На защиту выносятся следующие основные положения: - математическая модель обоснования параметров водяного аккумулятора теплоты, систем активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента барабанной гелиосушилки зерна;

- рекомендуемые параметры барабанной гелиосушилки с водяным аккумулятором теплоты и системами активной вентиляции и электроподогрева сушильного агента.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается применением методологии и методов математического моделирования, стандартных методов статистической обработки, сходимостью математической модели и результатов экспериментальных исследований.

Результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях Брянского ГАУ в 2013 г., Орловского ГАУ в 2013-2014 гг., III Международной научно-практической конференции 21 век: фундаментальная наука и технологии (23-24 января 2014 г., г. Москва), II этапе Всероссийского конкурса научных работ аспирантов и молодых ученых вузов Минсельхоза России (20-21 апреля 2015 г., г. Воронеж).

Разработка барабанной гелиосушилки с системами активной вентиляции и электроподогревом сушильного агента в 2015 г. отмечена Дипломом за III место в конкурсе на лучшую работу аспирантов и молодых ученых по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Брянской области.

Основные результаты исследований представлены в 14 научных работах, в том числе 4 работах в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено 3 патента РФ на полезные модели.

Диссертация содержит 132 страницы основного текста, включающего в себя введение, пять глав, заключение, и 34 страницы приложений. В основном тексте имеется 77 рисунков и 5 таблиц. Список использованной литературы содержит 122 наименования, из них 18 на иностранном языке.

Глава 1 Анализ развития зерносушильной техники на базе гелиоустановок и способов интенсификации тепломассообмена в процессе сушки зерна

1.1 Направления снижения энергоемкости и повышения экологичности

процесса сушки зерна

Свежеубранное зерно как продовольственное, так и семенное не обладает высокими технологическими свойствами, т.к. к моменту уборки оно обычно еще не достигает полной физиологической зрелости. Поэтому правильно организованный процесс послеуборочной сушки позволяет понизить влажность, ускорить дозревание зерновой массы, а также способствует улучшению внешнего вида и технологических свойств зерна.

Существенным недостатком процесса сушки является его большая энергоемкость. В промышленных производствах энергозатраты на сушку от общего расхода энергии составляют до 15 % и более [4]. Еще более высоки затраты энергии на сушку в зарубежных странах - от 17 до 25 % [112, 113, 119].

От общих затрат энергии на послеуборочную обработку зерна затраты на сушку составляют 85.97 %, т.к. применяемые сушильные установки расходуют около 100 кг/ч жидкого топлива, 70 кг/т газа и имеют порядка 50 кВт установленной мощности электродвигателей. Расходы на сушку по стране составляют около 12 % всего используемого топлива [11].

Энергоемкость процесса напрямую зависит от применяемого способа сушки и совершенства сушильной установки. Теоретически необходимое количество теплоты для испарения 1 кг воды составляет 2250... 2700 кДж/кг. С учетом того, что коэффициент полезного действия сушильных установок составляет от 12 до 80 % энергозатраты на испарение воды на практике значительно выше. В зерносушилках удельный расход теплоты составляет в среднем 3500.5000 кДж/кг [4].

Для снижения энергоемкости процесса сушки применяют методы технологические (снижение начальной влажности материала механическим

обезвоживанием, выпариванием и т.п.; изменение размеров, структуры материала измельчением, вспениванием и др.) и теплотехнические, направленные на совершенствование способов подведения теплоты, оптимизацию рабочих режимов установки, совмещение с сушкой других технологических процессов и т.д. Однако использование этих методов хотя и уменьшает энергоемкость самого процесса сушки, но повышает энергоемкость подготовительных и сопутствующих технологических процессов.

К недостаткам высокотемпературных зерносушилок помимо больших капитальных вложений и высоких энергозатрат следует отнести также попадание в зерно, окружающую среду продуктов горения топлива, неравномерный нагрев зерновой массы, образование трещин вследствие «теплового шока», снижающих посевные и технологические качества зерна [7, 19, 71, 87, 105, 106, 115, 117, 122].

Кроме этого современные конструкции зерносушилок обеспечивают производительность 1,5 т/ч и выше. Применение их для небольших объемов производства зерна не эффективно. Однако в стране имеется около 260 тыс. крестьянских (фермерских) хозяйств, в каждом из которых собирают от 3,5 до 106,0 т. зерна. Эти хозяйства нуждаются в зерносушилках небольшой производительности, которые обеспечивали бы при минимальных затратах энергии соответствующее качество высушенного зерна [55].

Одним из перспективных направлений снижения энергоемкости и повышения экологичности процесса сушки зерна является использование гелиосушилок зерна [69, 70]. В нашей стране технически возможные ресурсы ВИЭ составляют порядка 4,6 млрд. т условного топлива в год, а экономически оправданный потенциал около 270 млн. т условного топлива, что соответствует около 25 % годового расхода энергоресурсов в стране [11, 16, 108, 116, 121]. При этом экономическая привлекательность ВИЭ постоянно растет из-за неизбежного роста затрат на добычу традиционных энергоресурсов и сопутствующих этому экологических проблем [111].

Энергоресурсы солнца, составляющие на территории России 24,4'1015 кВт'ч/год, в 12 тыс. раз превышают имеющееся потребление энергии. На 1 кВт

установленной мощности при использовании энергии Солнца годовая экономия традиционных энергоносителей составляет от 0,07 до 0,09 т условного топлива [88].

В пределах 50.60 0 северной широты европейской части страны (Брянская область расположена в границах 52...540 северной широты) для сушки зерна в гелиоустановках солнечной энергии вполне достаточно, т.к. в период уборки в течение месяца наблюдается всего 2...3 пасмурных дня, около 8...10 ясных и порядка 15...20 со средней облачностью дней.

При средней облачности среднее суточное значение суммарной радиации в летний период на горизонтальную поверхность составляет 18,1, при ясной погоде - 27,7 МДж/м2. В ясный день летом на горизонтальной поверхности интенсивность суммарной радиации составляет 0,25.0,8, при средней

Л

облачности - 0,15 . 0,55, в пасмурные дни - 0,13.0,27 кВт/м2 [16, 109].

Простой гелиоколлектор даже при невысокой интенсивности инсоляции обеспечивает подогрев теплоносителя на 3.5 0С, что снижает относительную влажность воздуха на 15.25 % [88, 107].

Гелиосушилки имеют сравнительно невысокую производительность, однако не уступают напольным сушилкам, использующим электрокалориферы, а зачастую и превосходят их при отсутствии затрат на топливо [13].

Еще одним достоинством гелиосушилок является отсутствие высокой температуры в сушильной камере, что исключает неравномерность нагрева, а также перегрева зерновой массы, приводящего к потере зерном своих технологических свойств.

Поэтому сушку элитных семян зерновых и овощных культур целесообразно проводить в гелиосушилках. Также использование гелиосушилок целесообразно для селекционно-семеноводческих станций, крестьянских, фермерских хозяйств, т.е. там, где требуется сушить малые партии зерна, не допуская попадания семян одной партий в другую.

1.2 Анализ развития зерносушильной техники на базе гелиоустановок

Реализация способа сушки в гелиосушилках определяется объемом производства, погодными условиями местности, стоимостью дополнительного источника энергии. Передача теплоты к материалу от сушильного агента осуществляется путем излучения, конвективным путем или способом «горячий ящик». Таким образом, сушилки бывают конвективные, радиационные и кондуктивные. В конвективных продукт взаимодействует с воздухом, нагретым солнечной энергией, в радиационных происходит непосредственное облучение солнцем, в кондуктивных материал контактирует с нагретой поверхностью. Применяются также комбинированные сушилки, где присутствуют все три вида теплообмена с преобладанием конвекции [6, 8, 15, 17, 20, 30, 44, 45].

При радиационной сушке небольших партий семенного зерна зерно размещают на открытой площадке для нагрева солнечными лучами. При этом необходим тонкий зерновой слой и наличие конвекции воздуха над ним.

Другим вариантом радиационной сушки является использование инфракрасных (тепловых) лучей, например от инфракрасных излучателей, которые просты по конструкции, безопасны, однако имеют не высокий коэффициент полезного действия и потребление энергии на 1 кг испарённой влаги порядка 5 кВтч. При этом необходимо непрерывно перемешивать зерно и затем охладить при достижении кондиционной влажности, что усложняет устройство и обслуживание сушилок [2].

Рассмотрим сушилки радиационного типа. Сушильная установка с прямым облучением влажного материала (рисунок 1.1) содержит сушильную камеру, в боковых стенках которой выполнены воздушные щели. Над высушиваемым материалом установлены покрывающие средства с образованием вентиляционного воздушного пространства. Под высушиваемым материалом установлен трубопровод, через который посредством вентилятора подается воздух. Покрывающие средства выполнены с возможностью сворачивания посредством роликовых трубок, снабженных приводом вращения. В солнечную

погоду покрывающие средства сворачиваются, при возможном выпадении осадков они разворачиваются. Вентилятор может работать как в режиме нагнетания, так и в режиме всасывания, тем самым повышая вентиляцию в сушильной камере и отводя увлажненный воздух от высушиваемого материала. Для более быстрого высушивания материал периодически перемешивается механизмом ворошения [94].

1 - сушильная камера; 2 - боковые стенки; 3 - воздушные щели; 4 - покрывающие средства; 5 - высушиваемый материал; 6 - трубопровод; 7 - перфорированная стенка; 8 - электродвигатель.

Рисунок 1.1 - Гелиосушилка с прямым облучением материала

В данном типе сушилки происходит прямой контакт солнечной радиации и высушиваемого материала, что повышает скорость сушки, но негативно отражается на качестве и свойствах этого материала.

Рассмотрим теперь радиационную сушилку, в которой сушильная камера герметична, и контакт солнечной радиации с высушиваемым материалом происходит через светопрозрачную изоляцию (рисунок 1.2).

Сушилка имеет перфорированный настил для загрузки высушиваемого материала, боковые стенки (южная стенка - гелиоколлектор), теплоизоляцию с отверстиями для поступления воздуха и фундамент. Влажный воздух из гелиосушилки удаляется через отверстия в верхней части северной стенки [22].

з 4 г а *3

л | / 1

6

6 7

/II ^ 7 ^^^^^^^^^^ 2 /

1 1 ^ \ 5 4 6^

1 - светопрозрачная изоляция; 2 - настил для материала; 3 - стенка; 4 -теплоизоляция; 5, 7 - отверстия; 6 - фундамент.

Рисунок 1.2 - Гелиосушилка с непрямым облучением материала

Конвективный способ сушки применяется как при плотном, так и при разрыхлённом или пересыпающемся состоянии зернового слоя.

Для сушки зерна в плотном неподвижном слое применяют различного типа напольные треугольные, ромбические сушилки [51]. Зерно насыпается на сетчатый пол и разравнивается. Сушильный агент подаётся под сетчатый пол и в межсеточное пространство. Процесс сушки длится 20.. .36 ч и более.

Недостатками этого способа является невозможность осуществления поточного процесса, наличие больших трудозатрат при погрузочно-разгрузочных работах, неравномерная сушка в различных точках объема зерновой насыпи в сушильной камере.

Конвективные гелиосушилки от радиационных отличаются также наличием разделенных солнечного воздухонагревателя и камерной или туннельной сушилки. В камерной солнечной сушилке воздух движется снизу вверх через слой размещенного на сетчатом поддоне высушиваемого материала. В туннельной сушилке воздух движется навстречу материалу, находящемуся на ленте транспортера.

Простейшим примером является камерная сушилка, работающая на естественной конвекции (рисунок 1.3).

1 - воздухонагреватель пленочный; 2 - воздуховод; 3 - камера сушильная; 4 -решетчатый настил; 5 - конек; СВ - свежий воздух, ВВ - влажный воздух

Рисунок 1.3 - Гелиосушилка камерная

Воздух, поступая через пленочный воздухонагреватель, подогревается. Затем по воздуховоду поступает в сушильную камеру, в которой на перфорированном поддоне размещается высушиваемый материал. В сушильной камере сушильный агент проходит снизу через слой материала, и далее удаляется из нее через пространство между коньком и стенками сушильной камеры, которые могут быть выполнены в двух вариантах - либо не прозрачные, теплоизолированные, либо светопрозрачные. Воздухонагреватель пленочный представляет собой проволочный каркас, обтянутый полимерной пленкой вверху прозрачной, снизу - черной [22].

Недостатком данной сушилки является сушка продукта в неподвижном слое и невысокая тяга в сушильной камере, что снижает эффективность сушки.

Имеются также гелиосушилки камерного типа с ориентацией на положение солнца (рисунок 1.4). Платформа для сушки материала здесь также горизонтальна и неподвижна, однако отсутствует прямое воздействие солнечных лучей. Такая сушилка имеет больший КПД и, соответственно, скорость сушки [24].

Недостатком гелиосушилки является невысокая естественная тяга в горизонтальной плоской сушильной камере и, соответственно, низкая скорость сушки.

1 - воздухонагреватель; 2 - основание; 3 - сушильная камера; 4 - сетчатый поддон; 5 - высушиваемый материал

Рисунок 1.4 - Гелиосушилка, ориентированная на положение солнца

В конвективной сушке с плотным движущимся слоем контакт между отдельными зёрнами сохраняется, но непрерывно обновляется. Это изменяет активную поверхность, увеличивает скважистость слоя, равномерность прогрева, что способствует ускорению процесса сушки [18].

Сушка в плотном движущемся слое происходит в туннельных гелиосушилках. Принцип работы туннельных сушилок во многом отличается от камерных. Здесь высушиваемый материал находится в движение, обдуваясь противотоковым сушильным агентом. Благодаря этому, скорость сушки значительно увеличивается. Однако, таким сушилкам необходим источник электроэнергия для привода ленточного конвейера. Принцип работы туннельной сушилки представлен на рисунке 1.5.

Сушилка состоит из сушильной камеры, внутри которой расположен транспортер с высушиваемым материалом. В сушильную камеру через входной канал из воздухонагревателя поступает сушильный агент. Он проходит между

профилирующей перегородкой и транспортером, соприкасаясь с ломаной структурой перегородки, что вызывает возникновение воздушных вихрей. Вихревое движение сушильного агента обеспечивает более быструю сушку материала, двигающегося на транспорте во встречном направлением. Отработанный сушильный агент удаляется через выходной канал [93].

1 - сушильная камера; 2 - транспортер; 3 - профилирующая перегородка; 4 -канал движения сушильного агента; 5 - канал подвода сушильного агента; 6 -канал отвода увлажненного сушильного агента; 7 - заслонка.

Рисунок 1.5 - Принцип работы туннельной сушилки

Рассмотрим более сложное устройство туннельной сушилки (рисунок 1.6).

Данная сушильная установка - смешанного типа. Сушка происходит конвективным и радиационным способами. Гелиосушилка состоит из поворотного каркаса вокруг шаровой опоры, на котором установлена наклонная камера на подпружиненных опорах. В наклонной камере расположены наклонные полки и прозрачный верхний сегмент. Высушиваемый материал в сушильную камеру поступает через загрузочный бункер.

Под сушильной камерой установлены концентрирующие отражатели, фокусирующие солнечное излучение на светопоглощающей стенке камеры. Под действием вибрации от вибровозбудителя и воздушных потоков от вентилятора зерно перемещается в виде виброкипящего слоя. Высушенный материал поступает через патрубок потребителю. При необходимости досушивания,

материал через поворотную воронку, конвейер и элеватор вновь поступает в камеру для повторной сушки. Таким образом, сушилку можно использовать как для порционной, так и для непрерывной сушки [10].

1 - наклонная камера; 2 - наклонные полки; 3 - светопрозрачное покрытие; 4 -загрузочный бункер; 5 - загрузочный патрубок; 6 - поворотная воронка; 7 -вибровозбудитель; 8 - элеватор; 9 - концентрирующие отражатели.

Рисунок 1.6 - Туннельная гелиосушилка с функцией непрерывного

действия

Недостатком гелиосушилки является низкая величина гелиоподогрева сушильного агента вследствие незначительного времени его пребывания в сушильной камере под воздействием солнечной энергии, сложность конструкции сушилки, большой расход электроэнергии на привод ее механизмов, отсутствие аккумулятора теплоты.

Существуют также гелиосушилки смешанного типа - для сушки обрабатываемых продуктов радиационным и кондуктивным способами одновременно или раздельно (рисунок 1.7).

1 - сушильная камера; 2 - высушиваемый материал; 3 - электрический источник энергии; 4 - вентилятор; 5 - опора; 6 - корпус; 7 - воздухозаборный канал; 8 -выводящий канал; 9 - высокоотражающее покрытие; 10 - транспортирующее устройство; 11 - источник ультрафиолетового излучения; 12 - датчик увлажнения; 13 - регулятор температуры.

Рисунок 1.7 - Гелиосушилка смешанного типа с возможностью контроля температуры и влажности

Гелиосушилка содержит сушильную камеру, с установленными внутри электрическим источником энергии, а на выходе - вентилятором. В ней также присутствует гелионагреватель воздуха, шарнирно установленный на опоре с возможностью слежения за солнцем в азимутальной и зенитальной плоскостях и оптически сопряженный с высушиваемым материалом. Рабочая поверхность гелионагревателя снабжена покрытием из материала с высокоотражающей в видимой области солнечного спектра и высокопропускающей в инфракрасной области способностью. Выводящие каналы одним концом сообщены с атмосферой, а другим соответственно с входом и выходом сушильной камеры.

Сушильная камера снабжена транспортирующим устройством для высушиваемого материала и источником ультрафиолетового облучения.

Гелиосушилка содержит также систему автоматического регулирования влажности и температуры воздуха в сушильной камере. Она состоит из датчика увлажнения и регулятора температуры с датчиком и задатчиком, электрически соединенному выходами с источником тепловой энергии и электродвигателем вентилятора. Данная система включается при недостаточной температуре в сушильной камере. Вначале осуществляется включение электрического источника. Подогретый таким образом воздух вентилятором нагнетается вверх и просушивает материал. При равенстве показаний температур на датчике температуры и задатчике регулятора, последний осуществляет отключение электрического источника энергии.

При наличии солнечного излучения, в результате попадания солнечного потока на рабочую поверхность гелионагревателя, ИК-часть солнечного спектра пропускается через светопрозрачную поверхность и обогревает воздух в воздухозаборном канале, засасываемом в сушильную камеру с помощью вентилятора, а отраженная от покрытия видимая часть солнечного спектра облучает одновременно высушиваемый материал с помощью гелионагревателя [25].

Недостатком гелиосушилки является невозможность работы на естественной тяге при отсутствии электроэнергии, отсутствие аккумулятора теплоты и непригодность для сушки зерна.

Сушка в пересыпающемся слое применяется только в барабанных зерносушилках, где при вращении барабана зерно захватывают лопасти, с которых оно ссыпается вниз, и, пронизываемое сушильным агентом, пересыпается по полочкам. Рассмотрим пример барабанной гелиосушилки (рисунок 1.8).

Наружный воздух нагнетается вентилятором через патрубок в соответствующую секцию солнечного коллектора, нагретого солнечной радиацией. Воздух в секции коллектора нагревается, омывая гофрированную

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ченин, Алексей Николаевич, 2017 год

Список литературы

1. Авдеев, А.В. Влияние влажности зерновых материалов на угол естественного откоса / А.В. Авдеев // Тракторы и сельскохозяйственные машины.

- 2004. - № 4. - С. 26-28.

2. Авроров, Г.В. Экспериментальное исследование процесса сушки капиллярно-пористых материалов с использованием направленного инфракрасного излучения / Г.В. Авроров, А.А. Курочкин, Д.А. Мартяшина, Г.Д. Лузгин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2014. - № 6 (22). - С. 75-78.

3. Агапова, Е.Г. Обработка экспериментальных данных в MS Excel: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов дневной формы обучения / Е.Г. Агапова, Е.А. Бихехтина. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2012. - 32 с.

4. Акулич, П.В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П.В. Акулич. - Минск: Беларус. навука, 2010. - 443 с.

5. Алдошин, Н.В. Энергетическая оценка производства сена / Н.В. Алдошин, Д.М. Хомяков // Кормовые культуры. - 1989. - № 3. - С. 34.

6. Антипов, С.Т. Тепло- и массообмен при сушке в аппаратах с вращающимся барабаном / С.Т. Антипов, В.Я. Валуйский, В.Н. Меснянкин. -Воронеж: Изд-во Воронеж. гос.технол.акад., 2001. - 308 с.

7. Арапов, В.М. Критерий допустимых температурных режимов конвективной сушки пищевых продуктов / В.М. Арапов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 11. - С. 23-26.

8. Арутюнов, Г.О. Совершенствование технологии сушки зерна на основе разработки конструктивно-технологических параметров зоны охлаждения зерносушилки бункерного типа непрерывного действия: дис...канд. техн. наук: 05.18.01: Москва, 2003 - 161 с.

9. Атаназевич, В.И. Сушка зерна / В.И. Атаназевич. - М.: Лабиринт, 1997.

- 256 с.

10. Аэродинамическая гелиосушилка для сыпучих материалов: а.с. 2002178 СССР: МПК F26B3/28 / Бровцын А.К.; заявитель и патентообладатель Бровцин А.К.; заявл. 21.03.1991; опубл. 30.10.1993; Бюл. № 39-40. - 3 с.

11. Байдаков, Е.М. Возобновляемые источники энергии как основа высокоэффективных технологий / Е.М. Байдаков // Актуальные проблемы развития АПК: землеустройство, кадастры, геодезия, мониторинг и экономика: сб. статей - М.: Гос. ун-т по землеустройству, 2008. - С. 6-10.

12. Байдаков, Е.М. Использование возобновляемых источников энергии для сушки зерна / Е.М. Байдаков // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2009. - № 7. - С. 32-35.

13. Байдаков, Е.М. Разработка барабанной гелиосушилки зерна и обоснование ее конструктивно-технологических параметров / Е.М. Байдаков, А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, А.Н. Ченин // Технология колесных и гусеничных машин. - 2014. - № 6. - С. 10-16.

14. Барабанная гелиосушилка зерна: конструктивные параметры и эффективность использования / А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, Е.М. Байдаков, А.Н. Ченин // Сборник 21 век: фундаментальная наука и технологии. - spc Academic. -2014. - Т. 3. - С. 144 - 149.

15. Баум, А.Е. Сушка зерна / А.Е. Баум, В.А. Резчиков. - М.: Колос, 1983. -

223 с.

16. Безруких, П.П. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии / П.П. Безруких, Д.С. Стребков. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 264 с.

17. Введение в технологию промышленной сушки / Пер. с англ. Р.Б. Кей. -Минск: Наука и техника, 1983. - 262 с.

18. Веселов, С.А. Проектирование вентиляционных установок предприятий по хранению и переработке зерна / С.А. Веселов. - М.: Колос, 1974. -228 с.

19. Винокуров, К.В. Разработка технологического процесса и обоснования параметров барабанной зерносушилки с использованием эффекта рециркуляции зерна: дис...канд. техн. наук: 05.20.01: Саратов, 2004. - 201 с.

20. Вобликов, Е.М. Технология хранения зерна / Е.М. Вобликов. - СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 448 с.

21. Вобликов, Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е.М. Вобликов, Б.К. Маратов, А.С. Прокопцев. - Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2001. - 240 с.

22. Врагов, А.В. Использование возобновляемых источников энергии в аграрном секторе горных аридных территорий Кыргызстана и республики Алтай России: состояние, проблемы и перспективы / А.В. Врагов, А.И. Исманжанов, Н. Мурзакулов // Международный научный журнал «ИННОВАЦИИ В ЖИЗНЬ». -2013. - № 3 (5)июнь. - 121 с.

23. Гелиосушилка: патент на изобретение 2105942 Рос. Федерация: МПК F26B 3/28 / Адамович А.Б., Байдаков С.Г., Косов А.В., Костылев А.М.; заявитель научно-производственное объединение "Гранат"; заявл. 02.03.1995; опубл. 27.02.1998.

24. Гелиосушилка: патент 2026518 Рос. Федерация: МПК F26B3/28 / Кулешов В.Н., Моксяков А.И., Филин С.А.; заявитель Кулешов В.Н., Моксяков А.И., Филин С.А., патентообладатель Моксяков А.И.; заявл. 13.10.1992; опубл. 09.01.1995.

25. Гелиосушилка: патент 1276886 Рос. Федерация: МПК F26B3/28 / Церодзе А.В., Бибилейшвили В.И., Дабрундашвили 3.Ш., Кикодзе P.O., Гвачлиани В.В.; заявитель научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт плодоовощного хозяйства, научно-исследовательская лаборатория оборудования чайной промышленности научно-производственного объединения "Чайпром"; заявл. 08.04.1985; опубл. 15.12.1986; Бюл. № 46. - 2 с.

26. Гелиосушилка: патент на полезную модель 136141 Рос. Федерация: МПК F26B 3/28 (2006/01) / Купреенко А.И., Байдаков Е.М., Исаев Х.М., Ченин А.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Брянская ГСХА; заявл. 25.06.2013; опубл. 27.12.2013. Бюл. № 36. - 2 с.

27. Гелиосушилка: патент на полезную модель 159524 Рос. Федерация: МПК Б26Б 9/06 (2006/01), Б26Б 3/28 (2006/01) / Чащинов В.И., Купреенко А.И., Исаев Х.М., Байдаков Е.М., Ченин А.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Брянский ГАУ; заявл. 05.08.2015; опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4. - 2 с.

28. Гелиосушилка: патент на полезную модель 71744 Рос. Федерация: МПК Б26Б 3/28 / Тихий В.А., Купреенко А.И., Байдаков Е.М., Исаев Х.М.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Брянская ГСХА; заявл. 30.07.2007; опубл. 20.03.2008, Бюл. № 8. - 2 с.

29. Гержой, А.Б. Зерносушение и зерносушилки / А.Б. Гержой, В.Ф. Самочетов. - М.: Колос, 1967. - 275 с.

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

31. Голубкович, А.В. Сушка высоковлажных семян и зерна / А.В. Голубкович, А.Г. Чижиков. - М.: Росагропромиздат, 1991. - 284 с.

32. Горбачев, И.В., Шогенов Ю.Х. Восьмая международная научно-техническая конференция «Энергообеспечение и энергосбережение и сельском хозяйстве» / И.В. Горбачев, Ю.Х. Шогенов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2012. - № 5. - С. 2-4.

33. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения, 1980. - 19 с.

34. ГОСТ 9353-90. Пшеница. Требования при заготовках и поставках. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 8 с.

35. ГОСТ 10987-76. Зерно. Метод определения стекловидности. - М.: изд-во стандартов, 1976. - 5 с.

36. ГОСТ 10967-90. Зерно. Методы определения запаха и цвета. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 5 с.

37. ГОСТ 13586.5-93. Зерно. Методы определения влажности. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 7 с.

38. ГОСТ 27676-88 Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 5 с.

39. ГОСТ 20290—74. Зерно. Методы определения натурального веса. -М.: Изд-во стандартов, 1974. - 19 с.

40. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 58 с.

41. ГОСТ Р ИСО 7971-2-99. Зерновые. Метод определения насыпной плотности зерна, называемой "масса гектолитра" (рабочий метод). - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 8 с.

42. ГОСТ 28717-90. Машины сельскохозяйственные и лесные. Сушилки барабанные. Методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 15 с.

43. ГОСТ Р 51596-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. - М.: Госстандарт России, 2000. - 19 с.

44. Данилов, О.Л. Теория и расчет сушильных установок / О.Л. Данилов. -М.: Изд-во МЭИ, 1972. - 72 с.

45. Демский, Н.В. Повышение эффективности процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках: дис...канд. техн. наук: 05.20.01 - Красноярск, 2008 - 153 с.

46. Драганов, Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве / Б.Х. Дроганов, А.В.Кузнецов, С.П. Рудобашта. - М.: Агропромиздат, 1990. - 464 с.

47. Егоров, Г.А. Технологические свойства зерна / Г.А. Егоров. - М.: Агропромиздат, 1985. - 334 с.

48. Жидко, В.И. Зерносушение и зерносушилки / В.И. Жидко, В.А. Резчиков, В.С. Уколов. - М.: Колос, 1982. - 239 с.

49. Журавлёв, А.П. Теория и практика рециркуляционной сушки зерна / А.П. Журавлёв. - Самара, 2001. - 254 с.

50. Завалишин, Ф.С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства / Ф.С. Завалишин.- М.: Колос, 1982.-231 с.

51. Захарченко, И.В. Послеуборочная обработка семян в Нечерноземной зоне / И.В. Захарченко. - М.: Россельхозиздат, 1983. - 263 с.

52. Зерносушильный комплекс на основе альтернативного источника энергии / А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, Е.М. Байдаков, А.Н. Ченин // Труды ГОСНИТИ. - М., 2015. - Т. 120. - С. 49-53.

53. Казаков, Е.Д. Методы оценки качества зерна. - М.: Агропромиздат, 1987. - 215 с.

54. Карпенко, А.Н. Сельскохозяйственные машины / А.Н. Карпенко, В.М. Халанский. - М.: Колос, 1983. - 495 с.

55. Карпенко, Г.В. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров энергосберегающей установки для сушки зерна: дис...канд. техн. наук: 05.20.01 - Пенза, 2005 - 203 с.

56. К выбору теплоизоляции плоского гелиоколлектора / В.И. Чащинов, А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, Е.М. Байдаков, О.В. Дьяченко // Научный журнал «Вестник Брянской ГСХА». - 2011. - № 1. - С. 31-37.

57. Кожуховский, И.Е. Механизация очистки и сушки зерна / И.Е. Кожуховский. - М.: Колос, 1968. - 439 с.

58. К определению температуры нагрева объекта теплового воздействия в гелиоустановках / А.И. Купреенко, В.Ф. Комогорцев, Х.М. Исаев, А.Н. Ченин, Г.В. Шкуратов // Тракторы и сельхозмашины. - 2016. - № 3. - С. 20 - 22.

59. Красников, Р.В. Кондуктивная сушка / Р.В. Красников. - М.: Энергия, 1973. - 288 с.

60. Кривоносов, А.И. Контроль качества зерна при хранении / А.И. Кривоносов, В.Я. Кауфман. - М.: Агропромиздат, 1989. - 62 с.

61. Кршеминский, В.С. Сушка семян и трав / В.С. Кршеминский, Н.Я. Попов. - М.: Колос, 1984. - 103 с.

62. Кулагин, М.С. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна семян / М.С. Кулагин, В.М. Соловьев, В.С. Желтов. - М.: Колос, 1979. - 256 с.

63. Куприц, Я.Н. Технология переработки зерна / Я.Н. Куприц, Г.А. Егоров, М.Е. Гинзбург и др. - М.: Колос, 1977. - 326 с.

64. Курдюмов, В.И. Энергосберегающая установка для сушки зерна / В.И. Курдюмов, А.А. Павлушин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2007. - № 5. - С. 43-46.

65. Курочкин, А.А. Энергосберегающая зерносушилка контактного типа / А.А. Курочкин, А.Б. Терентьев, С.В. Чекайкин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2014. - № 6 (22). - С. 197-200.

66. Лебедев, П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок / П.Д. Лебедев. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 320 с.

67. Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.

68. Лыков, А.В. Тепломассообмен. Справочник. / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1978. - 479 с.

69. Малин, Н.И. Исследование процесса и разработка режимов охлаждения пшеницы при ее сушке в зерносушилках: дис...канд. техн. наук: 05.20.01 - Москва, 1974. - 181 с.

70. Малин, Н.И. Справочник по сушке зерна / Н.И. Малин. - М.: Агропромиздат, 1986. - 160 с.

71. Малин, Н.И. Снижение энергозатрат на сушку зерна / Н.И. Малин. - М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1991. - 54 с.

72. Мальтри, В.М. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения: Сокр. пер. с нем. / В.М. Мальтри, Э. Петке, Б. Шнайдер: Пер. В.М. Комиссаров, Ю.Л. Фрегер: Под ред. В.Г. Евдокимова. - М.: Машиностроение, 1979. - 525 с.

73. Мельник, Б.Е. Справочник по сушке и активному вентилированию зерна / Б.Е. Мельник, Н.И. Малин. - М.: Колос, 1980. - 175 с.

74. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешин, П.М. Рощин. -Л.: Колос, 1980. - 168 с.

75. Надиров, Н.А. Энергосберегающая сушка семян зерновых культур в колхозах и совхозах с использованием солнечной энергии: дис.канд.техн.наук: 05.20.01: Москва, 1987 - 179 с.

76. Нечаев, А.П. Совершенствование сушки зерна пшеницы / А.П. Нечаев, В.Г. Байков, Н.А. Теребулина и др. - М.: ЦНИТЭИ Минзага СССР, 1980. -30 с.

77. Обоснование теплоизоляции плоского гелиоколлектора / А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, В.И. Чащинов, Е.М. Байдаков, О.В. Дьяченко / Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: сб. науч. работ. междунар. науч.-техн. конф. - Брянск: БГСХА, 2011. - С. 67-72.

78. Обработка и хранение зерна / Пер. с нем. А.М. Мазурицкого под ред. А.Е. Юкиша. - М.: Агропромиздат, 1985. - 320 с.

79. Омаров, Ш.К Сортовые, агроэкологические и технологические особенности сушки винограда в Дагестане с использованием гелиосушилок: дис...канд. техн. наук: 05.18.01, 06.01.07: Махачкала, 2004 - 180 с.

80. ОСТ 70.10.1-83. Испытания сельскохозяйственной техники. Сушильные машины и установки сельскохозяйственного назначения. Программа, методы испытаний. - М.: Госкомсельхозтехника, 1985. - 210 с.

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

82. Павлушин, А.А. Повышение эффективности тепловой обработки зерна / В.И. Курдюмов, А.А. Павлушин, К.В. Шлёнкин, Г.В. Карпенко, С.А. Сутягин // Механизация и электрификация сельского хозяйства». - 2012. - № 4. -С. 20-23.

83. Павлушин, А.А. К вопросу обоснования параметров энергоэффективной фермерской зерносушилки / В.И. Курдюмов, А.А. Павлушин, Е.Н. Прошкин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 3. - С. 185-189.

84. Рудобашта, С.П. Расчет процессов сушки сельскохозяйственной продукции / С.П. Рудобашта. - М. МИИСП им. В.П. Горячкина, 1987. - 106 с.

85. Сакун, В.А. Сушка и активное вентилирование зерна и зеленых кормов / В.А. Сакун. - М.: Колос, 1974. - 215 с.

86. Сажин, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. - М.: Химия, 1984. -

320 с.

87. Савченко, С.В. Термоустойчивость пшеницы при сушке / С.В. Савченко // Хлебопродукты. - 2007. - № 5. - С. 56-57.

88. Севернев, М.М. Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве / М.М. Севернев. - М.: Колос, 1992. - 190 с.

89. Скороваров, М.А. Режимы сушки зерна / М.А. Скороваров. - М.: Хлебиздат, 1959. - 66 с.

90. Скороходов, А.Н. Общая методика моделирования технологий и технических средств для их реализации по критериям энерго- и ресурсосбережения / Вестник ФГОУ ВПО Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. - 2005. - № 4. - С. 56.

91. Солнечная сушильная установка: патент 2118770 Рос. Федерация: МПК F26B3/28 / Ефремов Г.А., Минасбеков Д.А., Дацко С.А., Кушнер Б.И., Кочнев И.А., Смирнов А.С., С. Правин Кумар; заявитель научно-производственное объединение машиностроения, патентообладатель научно-производственное объединение машиностроения; заявл. 08.08.1996; опубл. 10.09.1998.

92. Трисвятский, Л.А. Хранение зерна / Л.А. Трисвятский. - М.: Агропромиздат, 1986. - 351 с.

93. Туннельная сушилка: патент 1170248 СССР: МПК F26B17/04 / Сасин В.С., Репшис А.П., Яденкус Р.И., Брагинский Ю.Л., Лотвинов М.Д.; заявитель центральный научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промышленности; заявл. 02.03.1984; опубл. 30.07.1985; Бюл. № 28. - 3 с.

94. Устройство для сушки различных материалов: патент 2038554 Рос. Федерация: МПК Б26Б 3/28 / Ойнас Х.; заявитель и патентообладатель Ойнас Х; заявл. 04.07.1991; опубл. 27.06.1995.

95. Уравнение теплового баланса воздушного гелиоколлектора с аккумулятором теплоты / А.И. Купреенко, В.Ф. Комогорцев, Х.М. Исаев, А.Н. Ченин, Г.В. Шкуратов // Тракторы и сельхозмашины. - 2016. - № 4. - С. 33 - 36.

96. Федоренко, В.Ф. Ресурсосбережение в АПК: монография / В.Ф. Федоренко. - Москва, 2012. - 384 с.

97. Фомин, Н.И. Повышение эффективности послеуборочной обработки зерна и обеспечение его сохранности / Н.И. Фомин, А.Н. Школьников, В.С. Турчинова: Обзорная информация. Элеваторная пром-ть за рубежом / ЦНИИТЭИ Хлебопродуктов. - М., 1998. - 38 с.

98. Харченко, Н.В. Индивидуальные солнечные установки / Н.В. Харченко. - М.: Энергоиздат, 1991. - 208 с.

99. Хранение зерна и зерновых продуктов / Пер. с англ. В.И. Дашевского, Г.А. Закладного. - М.: Колос, 1978. - 472 с.

100. Шпилько, А.В. Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства / А.В. Шпилько, В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов, П.Н. Кабанов, А.С. Миндрин, Л.М. Цой. - М.: 2001. - 346 с.

101. Шлыков, Ю.П. Контактный теплообмен / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 284 с.

102. Эккерт, Э.Р. Теория тепло и массообмена / Э.Р. Эккерт, Р.М. Дрейк. -М.-Л.6 Госэнергоиздат, 1961. - 520 с.

103. Юдаев, Н.В. Элеваторы, склады, зерносушилки: Учебное пособие. -СПб.: ГИОРД, 2008. - 128 с.

104. Юкиш, А.Е. Справочник по оборудованию элеваторов и складов / А.Е. Юкиш, Н.И. Рыбалка, И.Е. Селицкий. - М.: Колос, 1970. - 240 с.

105. Bridgwater Tony. Liquid fuels and chemicals from biomass by fast pyrolysis. The world directory of Renewable Energy Suppliers and Services, 1998. Jams and Jams, 1998. Pp. 69-74.

106. European Commission (1997), Communication from the Commission: Energy from the Future: Renewable Energy Sources - White Paper for a Community Strategy and Action Plan (COM (97) 599 final of 26.11.1997), Brussel.

107. European Commission (2000), Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the Promotion of Elecrticity from Renewable Energy Sources in the Internal Electricity Market, presented by the Commission (COM (2000) 279 final of 10.5.2000), Brussel.

108. IEA Wind Energy Annual Report. 2001, International Energy Agency (IEA) Executive Committee for the Implementing Agreement for Co-operation in the Research and Development of the Wind Turbine Systems, May 2002.

109. Frithjof Staip. Jahrbuch Erneuerbare Energieu 2000. Stitung Energieforschung Baden - Wurteinberg.

110. Green M et al. Towards a 700 mV silicon solar cell // Conf. Rec. 16th IEEE Photovolt. Spec. Conf., San Diego. Calif. 1982. P. 1219-1222.

111. Henrik Lunberg, Michael Morris, Erik Rensfelt. Biomass gasification for Energy Production. The world directory of Renewable Energy Suppliers and Services, 1998. Jams and Jams, 1998. Pp. 75-82.

112. Kudra T., Mujumdar A.S. Advanced Drying Technologies. N. Y.: Marcel Dekker, Inc., 2002.

113. Mujumdar A.S. Role of IDS in Promoting Innovation and Global R&D Effort in Drying Technologies // Proceeding of the 16th International Drying Symposium (IDS 2004), 22-25 Aug. 2004 / - Brasil, 2004. - Vol. A. - P. 101-118.

114. Paul Gipe. Wind power for home and business. Renewable energy for the 1990s and Beyond. Chelsea Green Publishing Company. Post Mills, Vermont, 1993.

115. Rehfeldt K. Windenergie nutzung in der Bundesrepublin Deutchland // Stand 30.06.1996 - mit einem Ausblien auf die welfweite Eutwicklung. DEWI Magazin. 1996. № 9. S. 15-27.

116. Renewable Energy in India. Business Opportunities. Ministry of Non Conventional Energy Sources, 2001. P. 111.

117. Sinton R.A., Swanson R.M. IEEE Trans. Electron. Dev. ED-34. 1994. P. 2116-2122.

118. Slifer L.Jr. Comparative values of advanced space solar cells // Conf. Rec. 16th IEEE Photovolt. Spec. Conf., San Diego. Calif. 1982. P. 222-227.

119. Strumillo C., Jones P.L., Zylla R. Energy Aspects in Drying. Handbook of Industrial Drying. 2nd Edition. A.S. Mujumdar (ed). - New York: Marcel Dekker, Inc. -1995. - P. 1241-1276.

120. Verlinden P.J., Swanson R.M., Grane R.A. Progress in Photovoltaics. 1994. № 2, p. 143.

121. Wind Force 10. A blueprint to achieve 10 % of the world's electricity from wind power by 2020. EWEA, October, 1999. P. 54.

122. Zhao J., Wang A., Green M.A. // Progress in Photovoltaics. 1994. № 2. P.

227.

Приложение А - Листинг программы расчета параметров барабанной

гелиосушилки

наименование параметров значения параметров

Масса высушиваемого зерна -

тзн, кг 300 300 600 900 1200 1500 2000

Плотность потока солнечной

энергии - Цнср, Вт/м2 480 480 480 480 480 480 480

Удельная теплоёмкость зерна -

С3, Дж/(кг*град) 1990 1990 1990 1990 1990 1990 1990

Температура нагрева зерна - tзк,

град * 35,2 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5

Температура влажного зерна -

tз0, град 26 26 26 26 26 26 26

Коэффициент теплообмена, К,

Вт/град 50 50 50 50 50 50 50

Л 8,4Е-05 8,4Е-05 8,4Е-05 8,4Е-05 8,4Е-05 8,4Е-05 8,38Е-05

Время нагрева зерна - ^ с 21600 18000 18000 18000 18000 18000 18000

Скорость сушки %/ч 0,29 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47

Значение первой критической

влажности зерна - шк.п., % 15 15 15 15 15 15 15

Равновесная влажность зерна -

шр, % 12 12 12 12 12 12 12

Время сушки зерна - Тсушки, с 39911 24626 24626 24626 24626 24626 24626

Коэффициент теплопередачи -

Ко, Вт/(м2*град) 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51

Удельная площадь ограждения

гелиосушилки - Кгс, м2/кг 0,167 0,167 0,118 0,101 0,093 0,088 0,084

Температура

тепловоспринимающеи

поверхности - Тт.п, град * 48,2 48,2 48,2 48,2 48,2 48,2 48,2

Температура сушильного

агента после водяного

аккумулятора - Тс.а, град * 37,1 37,1 37,1 37,1 37,1 37,1 37,1

Температура сушильного агента

в сушил. камере с

электроподогревом - Г"с.а, град* 42,1 42,1 42,1 42,1 42,1 42,1

Начальная температура

атмосферного воздуха - ^ср, град 22 22 22 22 22 22 22

Средний удельный расход

сушильного агента - L, кг/с/кг

зерна 0,0006 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009

Энтальпия атмосферного

воздуха на входе - ¡0, Дж/кг 44891,14 44891,14 44891,14 44891,14 44891,14 44891,14 44891,14

Энтальпия сушильного агента

на выходе из барабана - ¡2, Дж/кг 63960,53 69364,09 69364,09 69364,09 69364,09 69364,09 69364,09

Удельная масса сушильного

барабана - Кб, кг/кг 0,2 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,48

Удельная теплоёмкость барабана

- Сб, Дж/(кг*град) 204 204 204 204 204 204 204

Время прогрева барабана -

Тбпрог, с 21600 18000 18000 18000 18000 18000 18000

Удельная теплоёмкость воды -

С'в, Дж/(кг*град) 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200

Начальная температура водяного

аккумулятора - ^ва, град 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0

Температура водяного

аккумулятора в конце зарядки -

^ва, град * 46 46 46 46 46 46 46

Время зарядки водяного

аккумулятора - Тзарядки, с 18000 18000 18000 18000 18000 18000 18000

Площадь нижнего коллектора

Fн.к, м2 8,32 8,32 16,64 24,96 33,28 41,60 55,41

Угол 6, град. 90 90 90 90 90 90 90

Угол естественного откоса зерна -

аз, град. 40 40 40 40 40 40 40

Угол в, град. 50 50 50 50 50 50 50

Угол у, град. 5 5 5 5 5 5 5

КПД опор барабана 0,50 0,50 0,50 0,49 0,48 0,47 0,45

КПД привода барабана 0,70 0,70 0,67 0,65 0,60 0,55 0,50

Угловая скорость вращения

барабана - ш, с-1 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72

Требуемая мощность

электродвигателя привода

барабана - N эл, кВт 0,14 0,14 0,30 0,48 0,71 0,99 1,54

Стоимость 1кВт*ч - ЦЭ, руб/кВт*ч 2,29 2,29 2,29 2,29 2,29 2,29 2,29

Мощность ТЭНа, кВт 0 2,2 4,4 6,6 8,8 11 15,1

Стоимость ТЭНа, руб. 0 1500 3000 4500 6000 7500 10000

Мощность двигателя привода

вытяжного вентилятора, кВт 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7

Затраты на электроэнергию -

Зэл, руб/кг 0,012 0,126 0,126 0,127 0,128 0,129 0,134

Тарифная ставка - Стар, руб/ч 80 80 80 80 80 80 80

К слож 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Кдоп 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Количество обслуживающего

персонала - Л, чел 1 1 1 1 1 1 1

Затраты на зарплату - Ззп,

руб/кг 0,63 0,39 0,19 0,13 0,10 0,08 0,06

Удельная стоимость дефлектора -

Кдеф, руб/м 1252 1252 1252 1252 1252 1252 1252

Стоимость дефлектора - Сдеф,

руб 2304 2304 3491 4433 5400 6662 8766

Удельная стоимость системы

активной вентиляции - Квен,

руб/м 0 2240 2240 2240 2240 2240 2240

Стоимость системы ативной

вентиляции - Свен, руб 0 4122 6246 7931 9661 11919 15683

Коэффициент уменьшения

площади верхнего коллектора - Ку 1 1 0,85 0,75 0,7 0,7 0,7

Отношение длины потолка

сушильной камеры к диаметру

барабана - Кд 2,14 2,14 2,14 2,14 2,14 2,14 2,14

Расстояние от дна сушильной

камеры до низа барабана - е, м 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

Расстояние от верха барабана до

потолка сушильной камеры - ^ м 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Толщина верхнего коллектора - Ь,

м 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Высота входного отверстия

нижнего коллектора - d, м 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Диаметр сушильного барабана -

^ м 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

Длина потолка сушильной

камеры - с, м 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Зазор между торцом барабана и

боковой стенкой сушильной

камеры - g, м 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Насыпная плотность зерна - рз,

кг/м3 722 722 722 722 722 722 722

Коэффициент заполнения

барабана - ф 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Ширина гелиосушилки - В, м 1,84 1,84 3,28 4,72 6,16 7,60 10,00

Длина сушилки - Lc, м 5,21 5,21 5,63 5,80 5,89 5,94 5,99

Высота сушилки - Н, м 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4

Угол наклона нижнего

коллектора - ак, град 40 40 40 40 40 40 40

Удельная площадь верхнего

коллектора - Квк, м2/м2 0,4 0,4 0,34 0,3 0,28 0,28 0,28

Площадь верхнего коллектора -

Feк, м2 3,86 3,86 5,86 7,44 9,06 11,17 14,70

Стоимость 1 м2 верхнего

коллектора - CFb^ руб/м2 908 908 908 908 908 908 908

Стоимость верхнего

коллектора с дефлектором и

системой вентиляции - Свк, руб. 5813 9936 15055 19116 23285 28728 37800

Удельная стоимость сушильного

барабана - Ктр, руб/кг 120 120 122 124 126 128 132

Стоимость сушильного

барабана - Стр, руб 36000 36000 73201 111601 151202 192002 264003

Стоимость привода барабана -

Спр, руб 3000 3000 5000 7000 9000 11000 14000

Стоимость барабана с

приводом - Сб, руб 39000 39000 78201 118601 160202 203002 278003

Удельная стоимость фартука - Кф,

руб/м 400 400 400 400 400 400 400

Стоимость фартука - Сф, руб 736 736 1312 1888 2465 3041 4001

Удельная площадь ограждений

сушильной камеры - KFK, м2/кг 0,079 0,079 0,055 0,047 0,043 0,041 0,039

Площадь ограждений сушильной

камеры -F^ м2 23,58 23,58 33,01 42,44 51,87 61,30 77,01

Стоимость 1 м2 ограждений

сушильной камеры - CFK, руб/м2 655 655 655 655 655 655 655

Стоимость сушильной камеры -

Ск, руб 16183 17683 25935 34187 42439 50690 64443

Удельная площадь ограждений

водяного аккумулятора - Ква,

м2/кг воды 0,090 0,090 0,072 0,065 0,061 0,059 0,056

Площадь ограждений водяного

аккумулятора - Fва, м2 26,99 26,99 43,19 58,47 73,47 88,36 112,94

Удельная масса воды - К'в, кг/кг

зерна 1 1 1 1 1 1 1

Масса воды - Мв, кг 300 300 600 900 1200 1500 2000

Стоимость 1кг воды - Св, руб/кг 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

Удельная масса стенок

аккумулятора - К'ст, кг/кг зерна 0,22 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,28

Масса стенок аккумулятора -

Мст, кг 66,0 66,0 138,0 216,0 300,0 390,0 560,0

Стоимость 1кг стенок

аккумулятора - Сст, руб/кг 120 120 122 124 126 128 132

Стоимость 1 м2 ограждения

водяного аккумулятора - СFак,

руб/м2 655 655 655 655 655 655 655

Стоимость водяного

аккумулятора - Сва, руб 25607 25607 45137 65099 85950 107829 147937

Стоимость 1 м2 нижнего

солнечного коллектора - СF,

руб/м2 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000

Стоимость нижнего солнечного

коллектора - Снск, руб 16640 16640 33280 49920 66560 83200 110822

Стоимость сушилки - Ссушилки,

руб 103244 108866 197607 286923 378435 473449 639006

Коэффициент учитывающие

затраты на монтаж - Км 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10

Коэффициент амортизационных

отчислений - На, % 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3

Коэффициент отчислений на ТО и

ремонт - НТОиР, % 3 3 3 3 3 3 3

Сезонная загрузка сушилки - Т3, с 2160000 2160000 2160000 2160000 2160000 2160000 2160000

Затраты на реновацию сушилки

- За, руб/кг 1,00 0,65 0,59 0,57 0,57 0,57 0,57

Затраты на ТО и Р - ЗТОиР,

руб/кг 0,19 0,12 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11

Прямые эксплуатационные

затраты на сушку зерна - Сэ,

руб/кг 1,83 1,29 1,02 0,94 0,90 0,88 0,87

расчёт дополнительных показателей

Влажность зерна, поступающего в

сушилку - шзн, % 17 17 17 17 17 17 17

Влажность зерна на выходе из

сушилки - шзк, % 14 14 14 14 14 14 14

Количество удалённой влаги -

тв, кг 10,47 10,47 20,93 31,40 41,86 52,33 69,77

Теплота парообразования - г,

Дж/кг 2258000 2258000 2258000 2258000 2258000 2258000 2258000

Тепловой КПД сушилки днём - цд 0,18 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,15

Средний расход сушильного

агента ночью - 1',кг/с/кг зерна 0,00043 0,00043 0,00043 0,00043 0,00043 0,00043 0,00043

Средняя ночная температура -

^н, град 15 15 15 15 15 15 15

Энтальпия атмосферного

воздуха ночью - '¡'о, Дж/кг 37769,6 37769,6 37769,6 37769,6 37769,6 37769,6 37769,55

Начальная температура водяного

аккумулятора - ^га, град 37 37 37 37 37 37 37

Конечная температура водяного

аккумулятора - ^'га, град 28 28 28 28 28 28 28

Время сушки ночью - Тсушноч, с 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000

Тепловой КПД сушилки ночью - цн 0,13 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

Влагосодержание атмосферного

воздуха - d0ср, г/кг 9 9 9 9 9 9 9

Влагосодержание

отработанного сушильного

агента - d2, г/кг 10,46 10,57 10,57 10,57 10,57 10,57 10,57

* - значение параметра определяется из соответствующей регрессионной зависимости

Приложение Б - Расчет температуры тепловоспринимающей поверхности

масса стенок аккумулятора, Мста, кг 34,2

теплоемкость стенок аккумулятора, Сста, Дж/(кг К) 204

плотность материала стенок, рст, кг/м3 8550

толщина стенок аккумулятора, 5ст, м 0,001

толщина аккумулятора, 1п, м 0,2

ширина аккумулятора, Ь м 1 К1

длина аккумулятора, 1, м 1,5

коэффициент пропорциональности, ав 0,963 1220356,8

масса воды в аккумуляторе, Мв, кг 300

теплоемкость воды, Св, Дж/(кг К) 4200

плотность воды, рв, кг/м3 1000

эмпирический коэффициент, асэ 6,433

расход атмосферного воздуха, 1_о, кг/с 648

эмпирический коэффициент, а0 0,049

площадь тепловоспринимающей поверхности, Fтп, м2 1,5

степень черноты поверхности, 8 0,95 К2

коэфф. теплопер. через огражд. коллектора, к, Вт/(м2 К) 1836 -225357,65

площадь ограждений гелиоколлектора, F, м2 27,84

теплоемкость сухого воздуха, Ссв, Дж/(кг К) 1006

теплоемкость пара, Сп, Дж/(кг К) 2040

влогосодержание воздуха, х, г/кг 9

эмпирический коэффициент, Ьсэ 41,05 КЗ 1438043,14

эмпирический коэффициент, ссэ 405,9

эмпирический коэффициент, Ь0 15,84 К4

эмпирический коэффициент, Ь1 6,953 30513991,21

эмпирический коэффициент, а1 0,913 К5 652703,26

начальная температура акумулятора, То, град. 28

константа К 714899,52

параметр X 0,53

параметр а -0,35

параметр Ь 3,49

константа Т* 40,22

температура тепловоспринимающей поверхности, Т, °С 1 36,20

2 41,62

т 3 45,12

3 4 47,22

> о 5 48,21

ОС ш со 6 48,25

7 47,47

8 45,90

9 43,60

Приложение В - расчет температуры нагрева зерна

коэффициент теплообмена, к, Вт/°С 50

удельная теплоемкость зерна, Сз, Дж/(кг °С) 1990

масса зерна, тз, кг 250

коэффициент X 0,0001

начальная температура зерна, Т0, °С 31,3