Дударєв Ігор Миколайович. Обґрунтування технологічного процесу та параметрів сушарки льоносировини в рулонах

Краткое описание

Дударєв Ігор Миколайович. Обґрунтування технологічного процесу та параметрів сушарки льоносировини в рулонах : Дис... канд. наук: 05.05.11 2007

Дударєв І.М. Обґрунтування технологічного процесу та параметрів сушарки льоносировини в рулонах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Національний науковий центр Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Української академії аграрних наук (ННЦ ІМЕСГ” УААН). Глеваха, 2007.
Дисертацію присвячено вдосконаленню процеса сушіння льоносировини в рулонах шляхом активного вентилювання за рахунок дослідження та врахування структурних характеристик і фізико-механічних властивостей шарів рулону. Вдосконалено модель шару льоносоломи, що дозволяє встановити зміну щільності та об’ємної пористості за товщиною шарів в рулоні. Виведено аналітичні залежності для визначення зміни швидкості повітряного потоку за висотою шарів рулону та встановлення значення початкової швидкості сушильного агента і його витрати. Проведено експериментальні дослідження з визначення структурних та фізико-механічних параметрів шарів рулону. Запропоновано спосіб сушіння льоносировини у рулоні шляхом реверсивного диференційованого підведення повітряного потоку в поєднанні з коливним температурним режимом та конструкцію сушарки для його реалізації. Виробничі випробування встановили господарську придатність і техніко-економічну ефективність сушарки.

1. Запропоновано вдосконалену модель шару льоносировини, що дозволяє встановити розподіл щільності та об’ємної пористості за товщиною шарів рулону. Виведено теоретичну залежність для обґрунтування щільності пресування шару до скручування в рулон для забезпечення ефективного вентилювання та встановлено, що вона знаходиться в межах 86116 кг/м3.
2. Теоретично отримано залежність швидкості повітряного потоку від висоти та структурних характеристик шару льоносоломи, що дозволяє кількісно оцінити зміну швидкості повітряного потоку в межах значень кута перекосу стебел 6090.
3. Теоретично обґрунтовано початкову швидкість сушильного агента, що забезпечує його раціональне використання при вентилюванні льоносировини в шарах рулону з врахуванням їх структурних характеристик, яка складає 2,54,6 м/с при щільності шарів 80130 кг/м3та вологості 40%.
4. Визначено аналітично, що загальний об’єм сушильного агента при диференційованому підведенні до шарів льоносировини в рулоні, необхідний для рівномірного їх сушіння, змінюється в межах 58251344 м3при сушінні від початкової вологості 4020% до кінцевої 14%.
5. На основі математичної моделі процесу вивантаження рулону обґрунтовано значення кута зміщення півсекцій сушарки, що становить 8 градусів.
6. Теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено ефективність диференційованого підведення повітряного потоку до шарів льоносировини в рулоні. Встановлено, що реверсивне сушіння, у поєднанні з коливним температурним режимом, дозволяє знизити енерговитрати на процес для льоносоломи в 1,641,86 рази. Реверсивне сушіння льонотрести в рулонах, у поєднанні з коливним температурним режимом та диференційованим підведенням повітряного потоку до шарів рулону, забезпечує рівномірне просушування сировини за об’ємом паковки та зниження енерговитрат в 1,64 рази.
7. Експериментально встановлено, що швидкість повітряного потоку при вентилюванні шару льоносоломи зменшується зі збільшенням кута орієнтації стебел до напрямку повітряного потоку, висоти та щільності шару. Так, зі зміною висоти шару в межах 0,150,85 м, щільності 90120 кг/м3та кута орієнтації стебел до напрямку руху повітряного потоку від=0 до=30 відбувається зниження швидкості потоку в 1,163,44 рази, зі зміною до=60 у 1,435,67 рази, зі зміною до=90 у 1,9517,3 рази.
8. Встановлено, що в процесі сушіння від початкової вологості 3540% до кінцевої - 1519%, внаслідок усушки шару льоносоломи під час вентилювання відбувається зростання швидкості повітряного потоку в 1,131,19 рази. При зміні відносної вологості стебел льону-довгунця від 65% до 6% їх діаметр зменшується в 1,121,15 рази.
9. Визначено, що зі зміною щільності шару льоносоломи від 80 кг/м3до 130 кг/м3об’ємна пористість зменшується від 0,86 до 0,67 за вологості 16% та від 0,90 до 0,79 за вологості 59%, а зі зміною щільності шару льонотрести від 80 кг/м3до 130 кг/м3об’ємна пористість зменшується від 0,87 до 0,59 за вологості 12% та від 0,91 до 0,67 за вологості 41%.
10. У рулонах льоносоломи, сформованих прес-підбирачем з камерою змінного об’єму, кількість стебел, кут перекосу яких знаходиться в межах 8695, складає 3236% від загальної кількості.
11. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено сушарку льоносировини в рулонах, що реалізує реверсивне сушіння у поєднанні з коливним температурним режимом та диференційованим підведенням повітряного потоку до шарів рулону, а також обґрунтовано її раціональні параметри: діаметр секцій 1,2 м; довжина секцій 0,61,3 м; діаметри спрямовувачів повітряного потоку зі сторони рулону для центральних шарів 0,4 м, для середніх шарів 0,8 м, для периферійних шарів 1,2 м; діаметр спрямовувачів повітряного потоку зі сторони повітропроводу для рулонів, сформованих у камері змінного (сталого) об’єму - для центральних шарів 0,15 (0,12) м, для середніх шарів 0,28 (0,26) м, для периферійних шарів 0,4 м; кут повороту заслінок: верхньої 17 (20) град., нижньої 15 (22) град.
12. Розрахунок економічної ефективності використання сушарки льоносировини в рулонах, а також проведені господарсько-лабораторні дослідження свідчать про доцільність впровадження сушарки. Розрахунковий річний економічний ефект від застосування сушарки становить 5263 грн.