Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Боронцоев Андрей Аркадьевич. Исследование теплообменных процессов при обработке сыпучих материалов в вихревом потоке : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Улан-Удэ, 2005.- 179 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/621

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

І.Современное состояние процесса охлаждения зерна атмосферным воздухом

1.1. Охладительные устройства, применяемые в зерносушилках

1.2. Эффективность работы охладительных устройств зерносушилок

1.3. Особенности искусственного охлаждения зерна и анализ возможностей интенсификации процесса

1.4. Повышение эффективности процесса охлаждения зерна

1.5. Оценка условий послеуборочной обработки зерна на примере лесостепной зоны Сибирского региона

1.5.1 Характеристика производства зернового материала поступающего на послеуборочную обработку зерна в Сибири

1.5. сновные свойства зерна как объекта послеуборочной обработки ,

1.6.Основные выводы из анализа состояния вопроса, цель и задачи исследования

2. Аналитические исследования процесса охлаждения зерна при больших скоростях обтекания

2.1 .Аэродинамикие характеристики закрученного потока

2.1.1 .Аэродинамические свойства однофазного закрученного потока

2.2.2.Аэродинамические свойства двухфазного закрученного потока

2.2.Время пребывания материала в аппарате

2.3.Исследование конвективного теплообмена в аппаратах с закрученным потоком

2.4.0пределение основных характеристик закрученного течения в камере вихревого охладителя

2.5. Методы расчета процесса охлаждения зерна

2.6. Математическая модель процесса охлаждения сыпучих материалов в вихревом потоке

2.7.Выводы аналитических и задачи экспериментальных исследований

3. Программа и методика экспериментальных исследований вихревого охладителя

3.1. Программа экспериментальных исследований

3.2. Описание и техническая характеристика экспериментальной установки

3.3. Методика исследований аэродинамики установки с закрученным воздушным потоком

3.4. Методика определения продолжительности пребывания зернистого материала в аппарате закрученного потока

3.5. Методика определения влажности сыпучих материалов в процессе охлаждения

3.6. Методика определения закономерности изменения температуры зерна во времени при больших скоростях обтекания его наружным воздухом

3.7. Методика определения степени травмирования зерна

3.8. Приборы и оборудование, применяемые при проведении экспериментальных исследований

4. Результаты экспериментальных исследований

4.1. Основные закономерности процесса охлаждения зерна при больших скоростях обтекания

4.1.1. Температурная кривая

4.1.2. Продолжительность охлаждения

4.1.3. Зависимость коэффициента теплоотдачи

4.1.4. Критериальная зависимость

4.2. Аэродинамика рабочей камеры и воздухоподводящих коллекторов вихревого охладителя

4.3. Изменение влажности зерна в процессе охлаждения

4.4. Определение продолжительности пребывания зернистого материала в аппарате закрученного потока

4.5.Травмирование зерна в вихревом охладителе

4.5.Основные выводы по результатам экспериментальных исследований

5. Технико-экономическое обоснование вихревого охладителя...

5.1. Расчет оптовой цены

5.2. Расчет экономической эффективности

Общие выводы

Список использованной литературы

Приложения 1  

Введение к работе:

В системе мероприятий, обеспечивающих сохранение качества зерна, наряду с сушкой, очисткой, активным вентилированием важную роль играет охлаждение. Оно проводится с целью замедления физиолого-биохимических процессов, которые могут привести к потерям, порче зерна и снижению качества получаемого из него продукта.

Однако применяемый в настоящее время способ искусственного охлаждения зерна в силосах элеваторов и на складах с помощью существующих установок активного вентилирования недостаточно эффективен. Охлаждение зерна в плотном неподвижном слое большой толщины неэффективно вследствие больших энергетических затрат на продувание слоя, высокой неравномерности охлаждения, значительных потерь холода, обусловленных утечками воздуха, наличия невентилируемых (застойных) зон и большой продолжительности процесса.

Перспективным является охлаждение зерна в потоке. Достоинство этого метода в сравнении с охлаждением зерна в силосах элеваторов и складах на установках активного вентилирования заключается в устойчивости технологического процесса, снижении продолжительности и неравномерности охлаждения зерна, более рациональным использовании емкости зернохранилищ.

Причинами того, что эти достоинства пока не реализованы, являются недостаточная изученность процесса искусственного охлаждения зерна, отсутствие надежной методики оценки эффективности установок для охлаждения зерна и небольшой опыт использования холодильной техники на хлебоприемных предприятиях.

Наиболее прогрессивным является технология обработки зерна, включая его сушку до 16-17% и последующее охлаждение до +10°С при одновременном снижении влажности до 15-15,5%. Это обеспечивает сохранение качества зерна и увеличение выхода ядра зерна при переработке в крупу за счет снижения дробленного. Внедрение такой технологии сдерживается из-за отсутствия специальных аппаратов для его осуществления. При разработке охладителей необходимо учитывать свойства зерна как объекта обработки: подверженность трещинообразованию и низкую тепло- и влагопроводность.

Исходя из современных тенденций развития техники и технологии послеуборочной обработки зерна необходимо создавать высокопроизводительные непрерывно действующие установки. Разработка и создание таких установок возможны лишь на базе теоретического и экспериментального исследования процесса охлаждения зерна, изыскания рациональных режимов охлаждения, разработки методики оценки эффективности установок, а также проведения оптимизации установок с учетом экономических показателей.

Новые экономические условия, возникшие в Российской Федерации в последние годы, поставили перед учеными и промышленностью задачу создания высокоэффективного оборудования нового класса.

Рыночные изменения в сельскохозяйственном производстве нашей страны, прошедшие за последние десять лет, требуют коренных преобразований в послеуборочной обработке зерна.

В современных экономических условиях АПК создает новую инфраструктуру - переработку сельскохозяйственного сырья в местах его производства на основе известных технологий переработки зерна

В условиях перехода экономики к рыночным отношениям от сельскохозяйственных предприятий требуют не только производство зерна, но и его переработку и реализацию.

В предыдущие годы основное внимание государством уделялось созданию высокопроизводительных специализированных предприятий по очистке и переработке зерна.

Зерно, выращенное на полях, до превращения его в готовый хлеб проходит очень длинный и сложный путь. Выращенный урожай необходимо убрать, обработать и сохранить. В Западной Сибири ежегодно зерновыми и зернобобовыми засеивается 9,3 млн. га, в Восточной Сибири ежегодно 3,2 млн. га. Валовый сбор зерна в Сибири составил за последнее время около 12,3 млн.т., т.е почти 15...18 % от общероссийского производства.

Послеуборочная обработка в себестоимости зерна составляет около 40%, а затратах труда более 50%. Поэтому послеуборочная обработка и хранение зерна являются неотъемлемой составной частью зернового производства.

Своевременная уборка и обработка зерна в Сибири затруднена неблагоприятными природно-климатическими условиями, нехваткой техники и трудовых ресурсов в уборочный период. Слабая оснащенность хозяйств Сибири поточными линиями для обработки зерна, зерносушильной техникой и средствами для временной консервации свежеубранной зерновой массы на токах резко снижают темпы уборки, растягивают её сроки и увеличивают потери урожая. Бывают условия, когда часть хлебов попадает под снег из-за ранних заморозков.

Сибирь является одним из крупных регионов по производству зерна. Её зерновое поле превышает 15 млн.га. Географическое положение Сибири обуславливает особенности её климата. В южной части, где размещены основные посевные площади, как и на большей территории региона, он резко континентальный. Разница средних температур самого холодного /января/ и наиболее теплого /июля/ месяцев колеблется от + 36 до - 68 °С.

Короткий безморозный период в зерносеющих регионах Сибири колеблется в пределах 72-120 дней, сокращаясь с запада на восток и с юга на север. Длительность вегетации основных зерновых культур у раннеспелых /ячмень, овес/ 75-30 и позднеспелой пшеницы - 80-120 дней. В некоторые годы наступление первых осенних заморозков до начала полной спелости зерновых приводит к значительным потерям и снижению качества зерна. Количество осадков в сельскохозяйственной зоне степи и лесостепи сравнительно невелико - 250-350 мм за год. Однако большая часть /около 40%/ выпадает с июля по сентябрь, то есть в период налива, созревания и уборки хлебов, что значительно ухудшает условия для равномерного достижения спелости зерна, его уборки и обработки.

Позднее вызревание основной зерновой культуры региона - пшеницы, удельный вес которой в посевах зерновых Сибири составляет 60-70%, выпадение большого количества осадков в период уборки, низкие темпы уборки и обработки урожая приводят к значительным и невосполнимым потерям.

В послеуборочной обработке зерна одной из важных и ответственных операций является сушка. Значение сушки возрастает в тех регионах страны, и особенно в Сибири, где большая часть зерна поступает на обработку в переувлажненном состоянии. Так, в условиях Сибири 3-4 года из десяти являются неблагоприятными для проведения уборочных работ и только раз в десять лет средняя влажность зерна при уборке достигает кондиционной величины. Поэтому становится понятной особая значимость вопросов очистки и сушки всего собранного урожая в хозяйствах Сибири. Важнейшим условием снижения потерь при обработке и качественной работе зерносушилок является обеспечение эффективного охлаждения свежеубранного и просушенного материала. По экспертным оценкам, потери зерна в России ежегодно составляют не менее 20 млн.т.

Охлаждение зерна - важнейшая завершающая операция при его сушке и хранении. Однако современные охладительные устройства, используемые в зерносушилках, не отвечают необходимым требованиям, как по производительности, так и эффективности охлаждения: зерно на обработку подается, в основном, плотным слоем, очень малы значения скорости обтекания и порозности слоя, недостаточна удельная подача охлаждающего воздуха.

Исследования последних лет в области зерносушения были направлены на интенсификацию и оптимизацию процесса сушки и нагрева зерна. Значительно меньше внимания уделялось изучению процессов охлаждения зерна после сушки и определению способов повышения эффективности этих процессов. На сегодня недостаточно изучены свойства зерна как объекта охлаждения, существует мало методов расчета и режимов процесса. До сих пор не решен вопрос о рациональной конструкции охладительных устройств.

Совершенствованием процесса охлаждения зерна занимаются многие научные учреждения страны. Их исследования показали, что интенсификация данного процесса возможна при использовании больших скоростей обдува зерна атмосферным воздухом. Однако еще недостаточно изучен процесс теплообмена при таких условиях, не предложены эффективные методы и технические средства для их обеспечения.

Значительного повышения скорости обтекания до значений, близких к скорости витания зерна и высокой порозности слоя, практически невозможно достигнуть в существующих охладительных устройствах, так как обработка зерна в них производится в плотном или малоразрыхленном слоях. Проведенный поиск возможных методов обработки и технических средств, значительно ускоряющих тепловые процессы, позволил выявить два способа, сущность которых заключается в охлаждении зерна посредством ввода его в высокоскоростной закрученный воздушный поток или же в метании его с большой начальной скоростью в неподвижную окружающую среду.

Сложившиеся обстоятельства требуют проведения комплексных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по изысканию путей повышения эффективности эксплуатируемых зерноочистительных машин, обоснования применения более приспособленной к региональным условиям зерносушильной и охладительной техники.

Решение этих задач является актуальной научной проблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение.

В главе 1 рассмотрены известные типы охладительных устройств, применяемых в современных зерносушилках, и произведен анализ эффективности их работы. Намечены пути дальнейшей интенсификации процесса охлаждения зерна за счет повышения скорости обдува и разрыхления зернового слоя. На основании проведенного обзора и анализа предыдущих работ сделаны выводы, сформулирована цель работы, заключающаяся в изыскании путей интенсификации процесса охлаждения зерна после сушки с использованием больших скоростей обтекания его наружным воздухом, поставлены общие задачи исследования.

В главе 2 изложены результаты аналитических исследований процесса охлаждения зерна при больших скоростях обтекания его наружным воздухом.

В главе 3 приведены частные методики экспериментальных исследований по определению оптимальных конструктивных, кинематических и технологических параметров вихревого охладителя, дано описание и техническая характеристика.

В главе 4 изложены результаты экспериментальных исследований вихревого охладителя по охлаждению зерна при больших скоростях обдува, основные выводы. 

В главе 5 приведены расчеты экономической эффективности применения вихревого охладителя.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Результаты аналитических исследований процесса охлаждения зерна при больших скоростях обтекания.

2. Методики определения основных показателей процесса охлаждения зерна в закрученном воздушном потоке.

3. Результаты экспериментальных исследований процесса охлаждения зерна при больших скоростях обдува.  

Подобные работы
Шабанов Александр Анатольевич
Исследование процесса сепарации сои на центробежном коническом сепараторе
Воеводин Валерий Евгеньевич
Обоснование рентгенографического метода экспериментальных исследований процессов в почвообработке и посеве
Шабуня Светлана Александровна
Исследование процесса посева сои сеялкой с диагональными катушечными высевающими аппаратами
Михайлов Василий Андреевич
Исследование процесса очагового внесения твердых минеральных удобрений одновременно с посевом технических культур
Бобков Николай Николаевич
Исследование процессов перемешивания и массообмена в неоднородном псевдосжиженном слое
Вараксин Андрей Викторович
Исследование процесса измельчения концентрированных кормов
Сихарулидзе Георгий Лаврентьевич
Исследование технологического процесса посадки крупномерных сеянцев многолетних культур в тяжелых почвенных условиях и разработка технического средства для его осуществления
Джикия Мерали Варламович
Исследование технологического процесса очистки мелиоративных каналов модернизированным рабочим органом многоковшового экскаватора поперечного черпания в условиях Колхидской низменности
Дускулов Абдусаттар Ахадович
Исследование элементов рабочего процесса и обоснование шага расстановки зубьев вертикальных шпинделей хлопкоуборочных машин
Нгуен Хоанг Линь
Совершенствование процесса экструдирования комбикормов на основании исследований течения материала в полости утечек одношнекового пресса

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net