Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

Математическая модель сушильной камеры зерновых сушилок

Андрианов Н. М.

Оптимизация режимов функционирования сельскохозяйственных зерносушилок требует детального изучения их рабочих процессов. Это возможно путем моделирования процесса сушки. Математическая модель сушильной камеры должна учитывать основные особенности конструкции, состояние слоя зернового материала и, связанные с этим, характерные особенности условий тепло- и массопереноса.

На основе балансовых соотношений получена математическая модель, описывающая нестационарные режимы сушки в сушильной камере зерносушилок  с подвижным  зерновым слоем (шахтных, барабанных, бункерных и т. п.)

Начальные условия:

W(0,x)=W0(х), υЗ(0,х)=υЗ0(х), υТ(0,х)=υТ0(х).

Граничные условия:

W(t,0)=W0(t), υЗ(t,0)=υЗ0(t), υТ(t,0)=υТ0(t),

W(t,∞)=WP, υЗ(t,∞)=υT(,L)

при W(0,0)=W0(t), υЗ(0,0)=υЗ0(t).

Здесь:  W,  υЗ и  υТ -  текущие  значения влагосодержания  зерна,  температуры  зерна и температуры  теплоносителя;  t,  x  -  координаты времени и пространства; VЗ и VТ - скорости перемещения зерна и теплоносителя по сушильной камере; r - скрытая теплота парообразования; сЗ и сТ - удельные теплоемкости абсолютно сухого зерна и теплоносителя;ρЗ и ρТ - плотности зерна и теплоносителя; R - эквивалентный радиус зерна; m - коэффициент  формы зерновки;  ε  -  скважность зернового материала; kβ, kδ,  kαС ,kαV - модельные коэффициенты.

Построение модели базируется на уравнениях динамики процесса сушки в элементарном слое зерна с последующим переходом к плотному подвижному слою конечной толщины и на их основе к сушильной камере конкретного типа зерносушилки. Уравнения получены при следующих допущениях:

  • теплофизические  характеристики  зерна  и теплоносителя постоянны;
  • скорости движения зерна Vз и теплоносителя VТ постоянны;
  • давление внутри  сушильной камеры равно барометрическому;
  • пространственные  поля температуры и влагосодержания зерна одномерные, измеряемые по  координате х, отсчитываемой в направлении движения зернового материала;
  • между зерновым материалом и теплоносителем происходит только конвективный теплообмен.

Предложенная модель учитывает нелинейности процесса, перемешивание фаз зернового слоя, построена с использованием основных переменных состояния (W, υЗ, υТ), содержит характеристики зерна (m, R, cЗ, ρЗ, ε), теплоносителя (сТ, ρT), управляющие воздействия (VЗ, VT, υТ). После идентификации модельных  коэффициентов  для  конкретного  типа зерна и сушильной камеры она может быть использована для решения множества прикладных задач определение статических и динамических характеристик сушильной камеры, выбор (оптимизация) режимных параметров сушки, решение задач контроля и управления процессом и др..


Библиографическая ссылка

Андрианов Н. М. Математическая модель сушильной камеры зерновых сушилок // Успехи современного естествознания. – 2003. – № 11. – С. 101-102;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=15331 (дата обращения: 21.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252