авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ СЕМЯН РАПСА ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БУНКЕРА АКТИВНОГО

-- [ Страница 2 ] --

где – вектор ускорения свободного падения равный 9,8 м/с2; – вектор угловой скорости, направленный по геометрической оси вращения барабана в сторону поступательного движения правого винта при его вращении по вращению барабана, рад /с; – радиус-вектор, проведённый от геометрической оси барабана к центру тяжести семени, м; – вектор относительной скорости семени, м/с.

Минимальную частоту вращения при которой слой насыпного материала станет равным и ячейка полностью загрузится, запишем в виде выражения:

(13)

где R – радиус барабана, м; rст – радиус ступицы, м; – угол ячейки, град;

Чтобы частота была минимальной, целесообразно соблюдать условие:

(14)

Число ячеек в роторе барабана находим из формулы:

(15)

Если ячейка загружается полностью при её выходе из загрузочного окна, то соответствующая этому частота вращения запишется выражением:

(16)

где

(17)

В интервале частот вращения происходит полное заполнение ячеек семенами. При частотах ячейки выходят из загрузочного окна не полностью заполненные, с толщиной слоя семян, равной:

(18)

Приравняв выражение (16) к нулю, находим критическую частоту вращения, при которой прекращается заполнение ячеек:

(19)

Определим производительность выпускного устройства. За один оборот все его ячейки будут полностью или частично загружены и разгружены. Поэтому производительность выпускного устройства (м3/мин) составит:

, (20)

где n – частота вращения барабана; – длина ячейки, м; – площадь вертикального сечения насыпного слоя в ячейке, м2;

Площадь насыпного слоя в ячейке находим из выражения:

(21)


Подставляя (21) в (20) получаем выражение:

(22)

Поскольку частота вращения равна , без учёта толщины лопаток, когда , для полностью заполненных ячеек в интервале частот из (22) получаем:

(23)

Производительность дозатора для полностью заполненных ячеек определяем из выражения:

(24)

где D – диаметр барабана, м; dст – диаметр ступицы.

Оценим мощность на валу ротора выпускного устройства, необходимую для обеспечения частоты вращения ротора . Текущую мощность при пуске запишем в виде:

(25)

где – текущий момент инерции ротора выпускного устройства, кгм2; – текущая угловая скорость вращения ротора выпускного устройства, мин-1;

Поскольку начальная угловая скорость при пуске равна нулю, уравнение (25) запишем в виде:

(26)

где – момент инерции барабана при частоте ; – время пуска дозатора, с.

Если при пуске вращение считать равноускоренным, то время пуска дозатора определим из выражения:

(27)

Подставив выражение (27) в (28) получаем:

(28)

Момент инерции ротора выпускного устройства запишется выражением:

(29)

где – момент инерции ротора с пустыми ячейками, кгм2; – момент инерции материала в запорной зоне, кгм2.

В результате несложных вычислений получаем:

(30)

где – плотность материала лопаток, кг/м3; B – толщина лопаток, м.

Момент инерции насыпного материала без учёта толщины лопаток:

(31)

Мощность, необходимая на преодоление сил трения насыпного материала запишем в виде:

(32)

где – коэффициент трения насыпного материала о поверхность барабана, кг/м3; – сила давления на поверхность барабана, Н;

Силу давления на поверхность барабана определяем из выражения:

(33)

Общую максимальную мощность, необходимую для запуска и работы шлюзового затвора, запишем выражением:

(34)

где – плотность насыпного материала в кг/м3; – угловая координата начала выгрузного окна, отсчитанная от начала загрузочного окна.

При проектировании задаёмся производительностью (м3/ч) и длиной ячейки ротора (м). Выбираем удобный угловой размер загрузочного окна и для лучшей производительности выберем .

Расчётный диаметр барабана при этих условиях находим из выражения:

(35)

Ширину загрузочного окна находим из выражения:

(36)

При численном решении полученных уравнений можно подобрать оптимальные параметры и описать процесс работы выпускного устройства бункера активного вентилирования. Представленная методика расчёта конструктивных параметров выпускного устройства имеет важное значение для практики, так как позволяет на этапе проектирования выпускных устройств шлюзового типа, выбрать оптимальные режимы и параметры, на которых будет осуществляться его работа.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований процесса сушки и выпуска семян в бункере активного вентилирования» изложена программа экспериментальных исследований, описана конструкция экспериментальной установки, приведены методики проведения и обработки результатов экспериментальных исследований.

Схема экспериментальной установки, на которой велись исследования процесса сушки семян, приведена на рисунке 4.

1 – наружная стенка бункера; 2 – центральная труба; 3 – заслонка; 4 – вентилятор; 5 – входной патрубок; 6 – загрузочное устройство; 7 – регулировочное кольцо; 8 – выпускное устройство; 9 – рама; 10 – электродвигатель; 11 – ременная передача; 12 – червячный редуктор; 13 – слой семян; 14 – короб; 15 – вставка короба; 16 – трособлочный механизм; 17 – клапан.

Рис. 4 – Схема экспериментальной установки

Экспериментальная установка представляла собой бункер активного вентилирования, оснащённый многоканальной системой распределения воздуха на основе пятигранных коробов с открытым днищем и перфорированными боковинами и системой выпуска на основе шлюзового затвора с приводом. С учётом анализа литературных источников и теоретических исследований в конструктивной схеме бункера было использовано 37 коробов.

Установка работала следующим образом. Семена через загрузочное устройство 6 засыпались в бункер до требуемого уровня, после чего включался вентилятор 4 и подавался подогретый воздух, который направлялся через входной патрубок 5 по центральной трубе 2 и распределялся по коробам 14 в слой семян. Многофакторные исследования процесса сушки проводились в подвижном (гравитационно-движущемся) слое семян, при включённом выпускном устройстве 8.

Теоретические исследования и поисковые опыты, а также анализ научной литературы позволили сделать выбор факторов, необходимых для исследования процесса сушки семян: расход воздуха – Q, м; температура агента сушки – t, °С; частота вращения ротора выпускного устройства – n, мин-1. Основными показателями для оценки эффективности работы бункера активного вентилирования в производственных условиях служили время сушки и производительность выпуска семян GВ. Для оценки эффективности распределения агента сушки производились замеры температуры семян в кольцевом объёме бункера (в плотном слое). Для оценки производительности выпускного устройства был проведён двухфакторный эксперимент. В качестве факторов были выбраны частота вращения n, (мин-1) и количество лопаток k, (шт) ротора выпускного устройства. Полученные данные обрабатывались с использованием программ MS Exel 2007 и STATGRAPHISH 5.0.

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований процесса сушки семян рапса в бункере активного вентилирования» приведены результаты исследований, полученные в ходе проведения эксперимента.

Наиболее важным параметром является время сушки семян. Проведённый многофакторный регрессионный анализ позволил получить уравнение регрессии, описывающее зависимость времени сушки семян от факторов Q, n, t:

, (37)

где – время сушки, ч.

Полученное уравнение регрессии и графическая зависимость (рисунок 5) позволили установить, что наибольшее влияние на показатели процесса сушки оказывают расход и температура агента сушки.

  Зависимость времени сушки от-104 Рис. 5 – Зависимость времени сушки от расхода воздуха и температуры агента сушки




Одним из важных показателей процесса сушки в подвижном слое была выбрана величина влагосъёма с семян за один пропуск через установку. Проведённый многофакторный регрессионный анализ, без учёта незначимых эффектов позволил установить зависимость величины влагосъёма от факторов Q, n, t:

, (38)

где W – величина влагосъёма с семян в процессе сушки, %.

Анализируя уравнение регрессии и графическую интерпретацию, представленную на рисунке 6, выявляем, что наибольшее влияние на величину влагосъёма с семян в процессе сушки оказывает расход и температура агента сушки. Наибольшая величина влагосъёма с семян за один пропуск дос-

тигается при частоте вращения 30 мин-1, подаче агента сушки 2,2…2,5 м/с и температуре агента сушки 60 °С и составляет 7-9%. Данный эффект объясняется большим временем нахождения семян рапса в шахте бункера, что приводит к большему съёму влаги за один пропуск. Анализ полученных уравнений регрессии (37), (38) и графические зависимости (рисунки 5 и 6) позволили установить рекомендуемые параметры:
Рис. 6 - Зависимость величины влагосъёма от расхода воздуха и частоты вращения ротора шлюзового затвора.

температура агента сушки 35-45 °С (для семенного) и 45-55 °С (для продовольственного), подача агента сушки 2..2,5 м/с, частота вращения ротора выпускного устройства 50 мин-1.

В ходе проведения многофакторного эксперимента была исследована зависимость давления воздуха в коробах от выбранных факторов. Проведённый регрессионный анализ, без учёта незначимых эффектов, позволил установить зависимость давления воздуха в коробах воздухораспределительной системы бункера от факторов Q, n, t:

, (39)

где РК – среднее давление воздушного потока в коробах, Па.

Анализируя уравнение регрессии, выявлено, что наибольшее влияние на величину давления воздуха в коробах оказывает подача агента сушки, создаваемого вентилятором. При увеличении подачи воздуха с 0,8 до 2,5 м/с наблюдается увеличение давления в коробах, что объясняется встречным аэродинамическим сопротивлением. В ходе исследований заметного разброса значений давления в коробах выявлено не было, что говорит о равномерности распределения воздуха между коробами системы.

Одним из важных показателей являлась оценка удельных энергозатрат процесса сушки. Проведённый многофакторный регрессионный анализ, без учёта незначимых эффектов, позволил получить зависимость величины удельных энергозатрат от факторов Q, n, t:

, (40)

где N – удельные энергозатраты, (кВт*ч)/т.

Анализ полученного уравнения регрессии и графическая зависимость, представленная на рисунке 7, выявили, что наибольшее влияние на величину удельных энергозатрат оказывает объём подаваемого воздуха. Данная законо-

мерность объясняется ростом нагрузки на привод вентилятора при увеличении подачи воздуха, регулируемого заслонкой 3 (см. рис.4). Увеличение подачи воздуха до 2,2…2,5 м/с приводит к увеличению энергозатрат до 4,5…5 (кВт*ч)/т. Однако на практике снижение энергозатрат на привод вентилятора путём установки меньшей подачи воздуха не всегда оправдано по причине увеличения времени сушки.
Рис. 7 – Зависимость удельных энергозатрат процесса сушки от расхода воздуха и частоты вращения ротора выпускного устройства.

Установлено, что изменение частоты вращения ротора выпускного устройства в диапазоне от 30 до 50 мин-1 не оказывает существенного влияния на удельные энергозатраты, что говорит о малых нагрузках на электродвигатель привода выпускного устройства в данном диапазоне частот.

Одним из важных показателей работы бункера активного вентилирования является производительность выпуска семян из бункера. Проведённый многофакторный регрессионный анализ, без учёта незначимых эффектов, позволил установить зависимость производительности выпускного устройства от факторов n, k:

(41)

где GВ – производительность процесса выпуска семян, т/ч.

Анализируя полученное уравнение регрессии и графическую интерпретацию, представленную на рисунке 8, выявляем, что наибольшее влияние на процесс выпуска семян оказывает частота вращения ротора выпускного устройства.

Исследование работы выпускного устройства показало, что оптимальным является количество лопаток ротора k=8. Установлено, что при увеличении частоты вращения с 30 до 50 мин-1 происходит увеличение производительности выпускного устройства с 6 до 10 т/ч. Пропускная способность бункера активного вентилирования должна быть согласована с пропускной способностью машин для первичной и
Рис. 8 – Зависимость производительности шлюзового затвора системы выпуска от количества лопаток и частоты вращения ротора.


Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.