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:

Левков Леонид Эдуардович. Терморежимы и циклы вентилирования зерна в металлических хранилищах : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Москва, 2004 164 c. РГБ ОД, 61:04-5/3762

смотреть содержание
смотреть введение
смотреть литературу
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ. 5

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОСЛЕ-

УБРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА 12

1.1. Материально-техническая база послеуборочной обработки и хранения зерна в России 12

1.2. Тенденция развития системной номенклатуры хранения зерна 18

ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ, ТЕХНОЛОГИ-

• ЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ

ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА 24

2.1. Обобщение классификационных, технологических и конструктивных признаков зернохранилищ 25

2.2. Технологические приемы хранения зерна и их особенности... 50

2.3. Краткий обзор и тенденции развития конструкций зернохранилищ 56

2.4. Анализ результатов исследований и выбор направления экс-

• периментальных работ. 63

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И МЕТОДИКА РАССЧЕТА ПРОЦЕССА

ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА ПРИ ВЕНТИЛИРОВАНИИ

ЗЕРНОВОЙ МАССЫ. 67

3.1. Исходные предпосылки для обоснования режимов хранения зерна при вентилировании зерновой массы 67

3.2. Анализ известных исследований по тепло-массообменным

• процессам в зерновой массе 70

3.3. Методика инженерного расчета основных параметров, спо

собствующих влагоудалению из продуваемой зерновой массы 73

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИ-

АЛЬНО ПРОДУВАЕМОГО СЛОЯ ЗЕРНА 80

4.1. Программа и методика лабораторных исследований 80

4.2. Методологический подход к расчету средней интегральной скорости воздуха в радиальном слое зерна 87

4.3. Результаты изучения влагоудаления и неравномерности распределения температур в радиально продуваемом слое зерна... 89

4.4. Результаты изучения аэродинамического сопротивления емкостей заполненных зерном 95

4.5. Методика инженерного расчета сопротивления зерна, выбор параметров воздуха и режимов вентилирования радиального слоя. 98

ГЛАВА 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ПРОВЕРКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ... 101

5.1. Анализ климатических условий в период уборки зерновых в Центральном округе России 101

5.2. Описание аэродинамических систем, являющихся объектами

щ, исследований 104

5.3. Результаты изучения вентилирования зерновой массы атмо

сферным воздухом 111

5.3.1. Результаты изучения вентилирования зерна в насыпи (бунтах) 111

5.3.2. Результаты изучения вентилирования зерна в кольцевом слое — 115

5.3.3. Результаты изучения вентилирования зерна в вертикально продуваемом слое 120

5.4. Эксплуатационно-экономическая оценка результатов иссле

дований и перспектива промышленного производства зерно

хранилищ 127

1. Практическая реализация и изучение эксплуатационных возможностей хранения зерна в вентилируемых емкостях 127

2. Технолого-экономическая оценка эксплуатации вентилируемых металлических емкостей 133

3. Перспектива освоения производства металлических зернохранилищ арочного и цилиндрического типов 136

4. Рекомендации по хранению и режимам вентилирования зерна

в зернохранилищах 144

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 147

ЛИТЕРАТУРА 150

ПРИЛОЖЕНИЯ 157 

Введение к работе:

Постоянное наращивание производства зерна в развитых зернопроизво-дящих странах неразрывно связано с созданной за многие десятилетия и периодически совершенствующейся системной инфраструктурой уборки, обработки, хранения и реализации урожая. В России, где в основе своей, такая системная инфраструктура не была создана, эксплуатируемая на данных технологических операциях техника имеет значительный износ, превышающий в 2...3 раза паспортный срок службы у зернопроизводителей, и в 1,5...2 раза в системах хранения (элеваторы) и у переработчиков зерновой продукции. Зарубежный опыт показывает, что гарантированную сохранность урожая обеспечивают сбалансированные системы временного и длительного его хранения. Поэтому основой повышения производства зерна в стране можно признать создание, в первую очередь у зернопроизводителей, соответствующей современным требованиям материально-технической базы (МТБ) обработки и временного хранения убранного урожая, а во вторую, одновременно с первой, развитие системной инфраструктуры, в которой гарантированное временное и длительное хранение зерна будет способствовать стабилизации цен на него и продовольственной безопасности страны.

Оценка деятельности западноевропейских фирм, занятых производством техники для послеуборочной обработки и хранения зерна, показывает, что большинство из них на основе ассоционного объединения, занимаются проектированием, строительством и монтажом под «ключ» технологических линий. При этом подрядчики по контракту с заказчиком оставляют за собой право на техническое обслуживание, ремонт и модернизацию создаваемого ими объекта. Особое место при разработке подобных объектов уделяется снижению энергопотребления на проведение технологических операций, экологии и условиям труда обслуживающего персонала.

Последние годы в России решению данной проблемы организациями, основная специализация которых - механизация процессов в АПК, должного внимания не уделяется. Они, как правило, если функционируют, то тяготеют, в лучшем случае, к разработке новой техники. Отсутствие новых технологических решений и должной государственной политики по отношению к производителю зерна практически к невозобновляемости в аграрном секторе МТБ послеуборочной обработки урожая и хранения зерна. В этой связи не приходится ожидать, что себестоимость зерна в ближайшее время снизится, а его потери сократятся.

Если принять во внимание, что с производством зерноочистительной и зерносушильной техники (известные производители ОАО «Брянсксельмаш», ОАО «Воронежзерномаш», ЗАО «Агропромтехника», ОАО «Мельинвест» и др.) особых проблем в России нет, то с комплексной поставкой и производством хранилищ, например для зерна, дела обстоят крайне неудовлетворительно. Пытаются наладить массовое производство их в Краснодарском крае и Ростовской области. В силу отсутствия должного опыта в области производства, маркетинговых исследований рынка и низкой покупательной способности зерно-производителей, имеет место незначительный спрос на послеуборочную технику, в т.ч. и на зернохранилища. Кроме этого, в России нет специализированных организаций, осуществляющих у зернопроизводителеи пуск, монтаж и наладку объектов хранения, комплектацию последних оборудованием для приема, сушки и очистки комбайного вороха. За рубежом, например, у известной итальянской фирмы «Metalmeccanica Fracasso S.p.A.» и ее дочернего предприятия «Frame» S.p.A. эти вопросы полностью решены.

В отечественной элеваторной отрасли накоплен значительный опыт эксплуатации бетонных и железобетонных емкостей при хранении зерна различных культур. Специалистами ВНИИ зерна во многих регионах страны проведено большое количество исследований по обоснованию режимов длительного хранения зерна в таких емкостях, разработаны рекомендации по их эксплуатации, методики по определению и оценке качества зерна в различные периоды его хранения. Имеется опыт в этой отрасли и по эксплуатации металлических зернохранилищ, в основном, зарубежного производства (Болгария, Венгрия, Германия и др.) и экспериментальных отечественных цилиндрических зернохранилищ диаметром от 6 до 18 метров [60, 62]. Изучением условий хранения зерна в металлических цилиндрических силосах, вертикальный цилиндр которых возводится навивкой по методу фирмы «Lipp» (Швейцария), в свое время занимались специалисты ВИМа. По их рекомендациям Центральный институт строительных конструкций и институт легких сплавов (ВИЛС) разработали техническую документацию на такие зернохранилища. Проведенные испытания опытных образцов в различных климатических зонах страны, позволили в последующем обосновать типоразмерный ряд зернохранилищ для отечественного зернопроизводителя.

В нашей стране накоплен значительный опыт эксплуатации вентилируемых металлических цилиндрических емкостей с радиальной раздачей воздуха в слое зерна. Впервые такие емкости в нашу страну в начале 60-х годов прошлого столетия начали поставлять из ГДР (Восточная Германия) под маркой К-878. В конце 60-х годов завод «Брянсксельмаш» освоил производство аналогичных емкостей в виде типоразмерного ряда БВ-6, БВ-12,5, БВ-25 и БВ-50. Эти емкости имели ряд преимуществ перед немецкими. Так, они имели широкую номенклатуру (типоразмерный ряд); высокую унификацию (до 85%); повышенный расход воздуха (до 450 м3/ч на тонну зерна), в немецкой конструкции - 300 м /ч на тонну зерна; двухступенчатый подогрев воздуха (на 5 и 9°С), у немецкой конструкции - одна ступень до 7°С. При проведении ВИСХОМом и СКБ по сушилкам г. Брянск модернизации (1975 г) этих емкостей, возникла необходимость выпуска одной модели, которой стала емкость БВ-40. С этого момента зарубежные поставки емкостей К-878 в страну прекратились и завод «Брянсксельмаш» ежегодно, до 1990 года, выпускал емкости БВ-40 в количестве до 10000 штук. Однако, этот объем выпуска не обеспечивал спрос на них да, и использовались они в основном для сушки семенного зерна.

В начале 80-х годов из ГДР в отечественные семеноводческие хозяйства стали поступать вентилируемые емкости вместимостью 150 тонн в суммарном блоке на 3000 тонн зерна. Таких блоков было поставлено более 1000 штук. Од 8

нако, у семеноводов они применения не нашли. На это повлияли технологическая компоновка блока хранилищ и ограниченные возможности подачи воздуха в массу зерна. В первом случае блок нельзя было использовать на семенном материале, т.к. точка приема зерна и его выдачи была всего одна. Это ограничивало функциональные возможности блока и не позволяло использовать его на семенах различных культур и сортов, т.к. неизбежно возникло бы смешивание их, что недопустимо стандартом на посевной материал. При этом семеноводческие хозяйства не производили такие объемы семенного материала одной культуры и сорта. Во втором случае, в хранилищах осуществлялось не венти-лирование, а аэрация зерна (расход 35...50 м /ч на тонну зерна). При отсутствии в хозяйствах семенных зерносушилок, закладка на хранение зерна влажностью более 15 % могла привести к его порче или снижению качества. Полномасштабных исследований и опытно-конструкторских работ по выявлению возможностей использования этих зернохранилищ в хозяйствах страны не проводились. Поэтому они до настоящего времени, в большинстве семеноводческих предприятиях, стоят незадействованными или разобраны как металл для различных хозяйственных нужд.

В настоящее время отечественная промышленность не выпускает технологически и технически обоснованной техники и оборудования для хранения зерна в России. Предприятие ЗАО «Мельинвест» рекламирует лицензированные американские зернохранилища без проверки и испытаний их у зернопроиз-водителей России. Подобную продукцию и при тех же условиях в Россию поставляет Украина. Зарубежные же производители предлагают, а иногда поставляют, на отечественный рынок различные конструкции металлических зернохранилищ как по номенклатуре и вместимости, так и по назначению. Отличительной особенностью этой техники является пока ее значительная стоимость. Кроме этого, не изученность применение этой техники и оборудования в различных климатических зонах страны не позволяет сделать однозначных рекомендаций по их эксплуатации и использованию у отечественных зернопроизво-дителей. Таким образом, изложенное позволяет заключить, что отечественная промышленность практически не выпускает металлические зернохранилища требуемой номенклатуры. Имеющийся зарубежный опыт по производству и эксплуатации металлических зернохранилищ в аграрном секторе России, особенно вместимостью более 100 тонн, весьма ограничен ив ближайшей перспективе не может быть однозначно воспроизведен, т.к. он не отвечает сложившимся за рубежом рыночным ценовым условием, а в России экономическим. Из этого следует, что создание и поставка на производство новой отечественной техники для хранения зерна должна учитывать уровень и; критерии технологической применяемости, конкурентоспособности, номенклатуры выпуска и объема комплектации в зависимости от финансовых возможностей заказчика. Данная работа посвящена обобщению классификационных признаков зернохранилищ и обоснованию терморежимов и циклов вентилирования зерна в металлических зернохранилищах и цилиндрических силосах с вертикальной и радиальной раздачей воздуха в зерновую массу. Конечной целью работы являлось получение исходных данных для разработки рекомендаций по хранению зерна в зернохранилищах применительно к Центральному региону европейской части России.

Цель работы - изыскание и обоснование терморежимов и циклов вентилирования зерна в металлических хранилищах.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследований:

разработка обобщенной схемы классификационных признаков, технологических особенностей и основных приемов хранения зерна;

обоснование методики расчета процесса хранения зерна при вентилировании зерновой массы;

разработка методической структуры экспериментально-теоретических исследований продуваемого слоя зерна; исследование эксплуатационных возможностей и оценка условий хранения зерновой массы при радиальной и вертикальной продувке ее атмосферным воздухом;

оценка технико-экономической эффективности вентилирования зерновой массы при временном и длительном хранении;

разработка рекомендаций по терморежимам и циклам вентилирования зерна в металлических хранилищах.

Объектами исследований являются технологические процессы хранения зерна в кольцевом и вертикальном продуваемом слое, основными элементами которых служат лабораторная установка и металлические хранилища различного типа.

Предметом исследования являются режимы работы хранилищ зерна при продувке их охлажденным и подогретым воздухом и процессы, происходящие в зерном слое на различной высоте от места подачи воздуха.

Методика исследований. Экспериментальные исследования проводились на лабораторных установках и натурных объектах. Для обработки результатов экспериментальных исследований были использованы методы математической статистики и теории вероятностей с использованием ЭВМ. При проведении экспериментальных исследований за основу были приняты ГОСТы, отраслевые ОСТы и разработанные ОАО «ВИСХОМ» частные методики. В теоретических исследованиях применены методы математического анализа.

Научную новизну работы составляют:

аналитические зависимости расчетов терморежимов и цикличности вентилирования зернохранилищ с кольцевым и вертикальным продуваемым слоем зерновой массы;

усовершенствованный технологический прием длительного и безопасного хранения зерна путем продувки, нагретым воздухом и после И

дующим охлаждением низкотемпературным атмосферным воздухом, что обеспечивает влагоудаление и охлаждение зерновой массы.

Практическую ценность работы составляют:

? классификационные признаки зернохранилищ;

? рекомендации по терморежимам и циклам воздушного вентилирования зерна при различных приемах его хранения;

? методика инженерного расчета основных параметров хранилищ с ра-диально и вертикально продуваемой зерновой массой.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены ЗАО «СКВ по сушилкам «Брянсксельмаш» и ООО «Юнитэкс» в конструкциях выпускаемой техники, предназначенной для временного и длительного хранения зерна. По рекомендуемым режимам вентилирования в ЗАО «Колхоз Уваровский» (Можайский район, Московской области) было осуществлено временное хранение зерна урожая 2003 года.

На защиту выносятся:

! анализ современного состояния и проблемы послеуборочной обработки и хранения зерна;

? классификация технологических приемов и систем хранения зерна;

? методика инженерного расчета основных параметров хранилища с ра-диально и вертикально продуваемой зерновой массой;

результаты лабораторно-эксплуатационных исследований и производственной проверки хранения зерна в металлических силосах при радиальной и вертикальной продувке зерновой массы; результаты экономической оценки выполненных исследований.

Подобные работы
Пикалов Александр Валерьевич
Обоснование параметров и режимов работы нагнетательной пневмотранспортной установки для выгрузки зерна из хранилища при его напольном хранении
Алиев Камиль Рамазанович
Эффективность применения гелионагревательных систем для бункеров активного вентилирования зерна
Бровенко Василий Иванович
Хранение и вентилирование зерна пшеницы в металлических силосах с аэрожелобами закрытого типа
Будников Дмитрий Александрович
Интенсификация сушки зерна активным вентилированием с использованием электромагнитного поля СВЧ

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