Интенсификация тепловых режимов сельскохозяйственных зерносушилок требует детального изучения их рабочих процессов. Математическая модель сушильной камеры должна учитывать основные особенности её внутренней структуры, состояние слоя зернового материала и, связанные с ними, характерные особенности условий тепло- и массопереноса.

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

Начальные условия:

Граничные условия:

При W(0,0) = W₀t, u₃(0,0) = υ₃₀(t)

Здесь: W, υ_З и υ_Т – текущие значения влагосодержания зерна, температуры зерна и температуры теплоносителя; t, x – координаты времени и пространства; V_З и V_Т – скорости перемещения зерна и теплоносителя по сушильной камере; r – скрытая теплота парообразования; с_З и с_Т – удельные теплоемкости абсолютно сухого зерна и теплоносителя;ρ_З и ρ_Т – плотности зерна и теплоносителя; R и m – эквивалентный радиус и коэффициент формы зерновки; ε и k_δ – скважность и коэффициент перемешивания зернового материала; k_β, k_δ, k_α^C , k_α^C - 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 и теплоносителя 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 нелинейные свойства процесса, перемешивание фаз зернового слоя, построена с использованием основных переменных состояния (W, υ_З, υ_Т), содержит характеристики зерна (m, R, c_З, ρ_З, ε), теплоносителя (с_Т, ρ_T), управляющие (V_З, V_T, υ_Т) и возмущающие (W₀(t), υ_З0(t)) воздействия. 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..