Технологическая часть

Сушилки должны сушить зерно и семена без снижения качественных показателей, обусловленных стандартами на семена и зерно продовольственно-кормового назначения.Семена и зерно после сушки не должны приобретать постороннего запаха. Барабанные сушилки должны обеспечивать сушку зерна и семян с начальной влажностью не более 35% с содержанием в нем сорной примеси не более 3%, в том числе соломистой примеси.Отклонение температуры нагрева зерна и семян в барабанных сушилках от среднего значения по сечению шахты, в зоне максимального нагрева не должно превышать + 50С для семян, + 70С для продовольственного зерна.Сушилки должны обеспечивать охлаждение зерна после сушки при температуре охлаждающего воздуха ниже 170С до температуры не более 250С, а при температуре охлаждающего воздуха выше 170С до температуры, превышающей температуру охлаждающего воздуха не более, чем на 80С.Колебания заданной температуры теплоносителя, поступающего в сушильную камеру, при установившемся режиме работы не должны превышать 0,25%. Конструкция сушилок должна обеспечивать возможность полной ее очистки от остатков зерна и семян, проведение дезинфекции, а также установки первичных датчиков контроля, сигнализации и автоматизации технологического процесса, и отбора проб для определения качества семян и зерна.Барабанные зерносушилки должны обеспечивать сушку зерна и семян любой влажности и засоренности. Снижение влажности за один пропуск должно быть не менее 6% на пшенице продовольственного назначения и не менее 3% на семенах с начальной влажностью зерна или семян до 20%.

1 Расчет основных показателей процесса сушки

Расчетная схема прямоточной сушилки включает источник теплоты, сушильную камеру и охладильную камеру.ушилка охлаждение барабанный бункерный

1.1 Характеристика газовоздушной смеси и состояния зерна в процессе сушки и охлаждения

Газовоздушная смесь характеризуется четырьмя основными параметрами: температурой t0, C; относительной влажностью φ, %; влагосодержанием d, г/кг и энтальпией I, кДж/кг.В процессе сушки состояние изменяется. Поэтому различают нулевое (исходное) состояние - наружный воздух перед входом в теплообменник (в колорифер) с параметрами t0, φ0, d0, I0; первое состояние - нагретый в теплообменнике воздух перед входом в сушильную камеру с параметрами t1, φ1, d1, I1; второе состояние - отработанный агент сушки на выходе из сушильной камеры с параметрами t2, φ2, d2 и I2.

Для охлаждения зерна в охладительную камеру поступает наружный воздух с параметрами

t3, φ3, d3, I3.Зерно как объект сушки характеризуется тремя основными параметрами: расходом G кг/н; температурой θ, 0C и относительной влажностью ω,%. Зерно при сушке в камере нагревается, а затем охлаждается в камере, при чем из него испаряется влага за счет теплоты аккумулирования. В соответствии с этим различают три состояния зерна: первое - перед загрузкой в сушильную камеру с параметрами G1, θ1, ω1; второе - после сушки, перед началом охлаждения с параметрами G2, θ2, ω2, третье - после охлаждения с параметрами G3, θ3, ω3.Тепловой расчет сушки обычно ведут при сушке пшеницы на продовольственном режиме при съеме влаги с 20 до 14%. Если задана начальная влажность зерна более 20%, то необходимо определить число пропусков зерна через сушилку:

(1)

где ωк - кондиционная влажность зерна (ωк=14% для зерновых культур)

Δωдоп - допустимое снижение влажности за один пропуск через прямоточную зерносушилку (для семян хлебных культур - зернобобовых и кукурузы).

Расчет ведут для каждого пропуска

Фактический расход по сырому зерну для каждого прохода:

где Gn - паспортная производительность зерносушилки, плановых т/ч;

Кп - коэффициент, учитывающий начальную и конечную влажность высушиваемой культуры (берем из справочных таблиц [1, 5, 6];

Кс - коэффициент, учитывающий режим сушки (для семян Кс = 2, для продовольственного зерна Кс = 1);

Кк - коэффициент, учитывающий обрабатываемую культуру.

Принимаем: Gn = 5; т /ч; Кс = 1; Кп = 1; Кк = 1.

1.2 Расчет испаренной влаги в сушильной камере

Исходным положением расчета является предпосылка, что масса сухого вещества зерна и масса сухого воздуха в процессе сушки не изменяется и остаются величинами постоянными, вследствие чего все расчеты относятся к 1 кг сухого вещества и сухого воздуха. Кроме того, общее количество влаги, участвующей в процессе, то есть влаги, содержащейся в зерне и сушильном агенте (пар) - остается постоянным.

Расчет испаренной влаги в сушильной камере, исходя из материального баланса, ведут по следующей зависимости:

(3)

Принимаем ω2 = 15%[1]

Расход зерна после охладительной колонки определяется по формуле:

,

где ω3 - конечная влажность зерна.

Принимаем: ω3=14%.

1.3 Определение расхода воздуха

На основании постоянства общего количества влаги, участвующем в процессе сушки, уравнение баланса влаги записывается:

(4)

где - влага, поступившая с сырым зерном, кг/ч;

- влага, уносимая с просушенным зерном, кг/ч;

L - расход сухого воздуха, кг/ч;

- влага, поступившая с агентом сушки, кг/ч;

- влага, уносимая с отработавшим агентом сушки, кг/ч.

После преобразования уравнения (4) с учетом (3) часовой расход воздуха на испарение влаги определяется:

(5)

Удельный расход сухого воздуха:

(6)

1.4 Определение расхода теплоты на сушку

Баланс теплоты, выражающий равенство между приходом и расходом теплоты в сушильной камере при аналитических расчетах сводится к раздельному определению всех статей прихода и расхода теплоты.

1.5 Приход теплоты

Теплота, вносимая в сушильную камеру с атмосферным воздухом:

(7)

где I0 -энтальпия наружного воздуха, кДж/кг.

Теплота, полученная в нагревательном устройстве:

(8)

Теплота, поступившая в камеру с зерном:

(9)

С1 - удельная теплоемкость сырого зерна;

(10)

Сс - теплоемкость сухого вещества зерна, равная 1,54 кДж/кг•ч;

Свл - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг•ч.

В самой сушильной камере может быть источник, содержащий дополнительную теплоту Qдоп.

Тогда

1.6 Расход теплоты

Расход теплоты, уносимой из сушилки вместе с зерном:

Удельный расход теплоты:

Потери теплоты в окружающую среду через стенки сушилки:

(12)

где k0 - общий коэффициент теплопередачи от агента сушки в окружающую среду через стенки сушильной камеры кДж/м2 •ч •0С;

F - площадь всех стенок сушильной камеры, через которые происходит утечка теплоты в окружающую среду;

где tср - средняя температура агента сушки,

tв - температура воздуха в помещении сушилки, 0С

Величина коэффициента теплоотдачи:

(13)

гдеα1 - коэффициент теплоотдачи от стенки к окружающему воздуху;

α2 - коэффициент теплопроводимости, кДж/м•ч•0С;

λ - коэффициент теплоотдачи от газов или воздуха к внутренней стенке, кДж/м2•ч•0С;

δ - толщина стенки и слоя изоляции, м.

Принимаем α1 = α2 = С + ρ • υ

α1 =5,58 + 3,95 • 5 = 25,33 Вт/м2 •0С [8];

α2 =5,81 + 3,95 • 5 = 25,56 Вт/м2 •0С [8];

Принимаем λстали = 46 Вт/м2 •0С [8]; λизоляции = 0,13 Вт/м2 •0С [8];

Принимаем δстали = 2 мм, δизоляции = 8 мм.

Принимаем: F=13м2. по прототипу.

Потери теплоты с отработавшим теплоносителем:

Удельные потери теплоты

1.7 Тепловой баланс

В общем виде тепловой баланс выразится уравнением:

или в развернутом виде:

Полный часовой расход на сушку составит:

(16)

Разделив обе части уравнения (16) на W получим удельный расход теплоты

(17)

Уравнении (17) можно записать в виде:

(18)

где - разность между добавлением и потерей в сушильной камере, отнесенная на 1 кг исп. влаги.

(19)

Заключение

В данной курсовой работе была разработана автоматизированная система управления сушильного комплекса. Все приборы сушилки подобраны таким образом, чтобы сохранить свою работоспособность в умеренном климате.Улучшен контроль над температурой зерновых культур и влажностью. Были разработаны: функциональная,элетрическая,структурная схемы.

Список используемой литературы

1) ГОСТ 21.404-85” Автоматизация технологических процессов”

2) Справочник конструктора с/хозяйственных машин.- Издательство Типография № 6,УПП ул.Моисеенко Т II.,2000 г. 862 с.

3) Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М.: Высшая школа, 2004. — 415 с.

4) Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. М., Наука, 1977

Поиск по сайту: