Аэродинамические свойства зерна

В зерносушильных аппаратах различных конструкций толщина продуваемого слоя зерна колеблется от 60 до 300 мм. Следовательно, гидравлическое сопротивление (2f3, Па), оказываемое слоем зерна при продувании его сушильным агентом, будет различно и зависит также от скорости и параметров воздуха, уплотнения зернового слоя, состояния поверхности зерен и др. Эта зависимость приближенно выражается формулой

H3 = 9,81J7?-vn, (4)

где Лип- постоянные коэффициенты, зависящие от размеров, формы и степени уплотнения зерна в насыпи;

v - скорость движения сушильного агента (отнесенная к полному сечению зернового слоя), м/с;

h - толщина слоя зерна, мм.

При увеличении скорости движения сушильного агента навстречу зерновой массе возрастает подъемная сила потока, таким образом, что зерновой слой начинает разрыхляться и при достижения критической скорости (укр) снижение //3 достигает мак-19 симального значения. Это снижение тем заметнее, чем больше влажность зерна и плотность укладки.

В научной литературе по технике и технологии сушки зерна приводятся значения коэффициентов А и п для различных культур, установленные при толщине слоя в 10 мм. В реальных условиях зерносушения шахтные сушилки при установке подводящих и отводящих коробов в одном ряду имеют толщину продуваемого слоя зерна в 100 мм. В этом случае гидравлическое сопротивление зернового слоя при сушке пшеницы может быть определено по формуле (4) в соответствии со следующими значениями коэффициентов А и п (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Коэффициенты, зависящие от размеров, формы и степени уплотнения

Постоянные коэффициенты

А

п

Состояние зернового слоя

Неподвижный слой

Подвижный слой

Неподвижный слой

Подвижный слой

Влажность зерна до 17%

1,3

1,2

0,8

0,73

Влажность зерна более 17 %

1,2

1,1

0,71

0,62

Характеристика зерновой массы

Скважистость зерновой массы. Для сушильного процесса большое значение имеет удельная поверхность зерна, отношение поверхности всех зерен, содержащихся в 1 кг, ко всему объему, занимаемому этим зерном. Чем меньше зерно, тем больше его удельная поверхность и тем ниже величина скважистости зерновой массы (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Значения скважистости зерновой массы

Культура

Скважистость, %

Культура

Скважистость, %

Подсолнечник

60... 70

Кукуруза

35...55

Овес

50... 70

Пшеница

35...45

Рис-зерно

50...65

Рожь

35...45

Гречиха

50... 60

Лен

34...45

Ячмень

45...55

Просо

30...50

Скважистость - это отношение объема воздуха, заполняющего межзерновое пространство, ко всему объему зерновой массы. Скважистость зависит от культуры, примесей, способа укладки и влажности зерновой массы. Величина скважистости растет с повышением влажности зерна, так как при этом увеличивается объем зерновок, а также коэффициент трения поверхности зерна. Наличие мелкого сора уменьшает скважистость зерновой массы и ухудшает условия продувания ее агентом сушки. Подобный эффект достигается при засыпке одной и той же партии зерна с разной высоты. Скважистость зерна влияет на газовое сопротивление зернового слоя, которое учитывается при определении полного сопротивления сушильной и охладительной камер, а также зерновой насыпи при активном вентилировании в складах, силосах, бункерах.

Сыпучесть зерновой массы. Характеризуется углом естественного откоса, который зависит от величины и формы зерен, состояния их поверхности, засоренности примесями и влажности зерновой массы. В высушенном и очищенном зерне сыпучесть выше, а угол естественного откоса меньше (табл. 1.3).

Угол естественного откоса зерновых масс

Таблица 1.3

Культура

Угол естественного откоса, град

Культура

Угол естественного откоса, град

Пшеница

23...38

Просо

20...27

Рожь

23...38

Горох

24...31

Ячмень

28...45

Кукуруза

30...40

Овес

32...54

Семена подсолнечника

31...45

Рис

27.. 48

Кормовые бобы

29..35

От сыпучести зерна зависит выбор минимальных расстояний между рабочими органами внутри сушильного аппарата, например, между коробами; углов наклона самотечных труб, выпускных устройств и т. д. В пределах одной культуры влажность влияет на величину угла естественного откоса (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Изменение угла естественного откоса в зависимости от влажности

Культура

Влажность, %

Угол естественного откоса, град

Культура

Влажность, %

Угол естественного откоса, град

Пшеница

  • 15,5
  • 23,1
  • 32,0
  • 35,0

Овес

  • 14,5
  • 21.0
  • 32,0
  • 41,0

Рожь

  • 11,4
  • 18,3
  • 23.0
  • 34.0

Кукуруза

  • 15,2
  • 24.8
  • 30,0
  • 40,0

Ячмень

  • 10,8
  • 17,8
  • 28.0
  • 32.0

Горох

  • 13,4
  • 35.2
  • 27,0
  • 32,0

Скорость витания. Скорость движения сушильного агента, при которой зерно, помещенное в вертикальную трубу, находится во взвешенном состоянии, называется скоростью витания. Средние скорости витания (м/с) некоторых культур приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Скорость витания зерна различных культур

Культура

Скорость витания, м/с

Культура

Скорость витания, м/с

Пшеница

9,0...11,5

Рожь

8,5...10,0

Ячмень

8,5...10,5

Овес

8,0...9,0

Самосортирование зерновой массы. Имеет место во время перемещения и при загрузке бункеров сушильного агрегата. Са-мосортированию способствуют аэродинамические свойства зерна, то есть тяжелые фракции падают по центру вертикального зернового потока, а более мягкие отбрасываются к стенкам сушильной камеры. В результате этого местами происходит скопление легких примесей с малой сыпучестью, что приводит к задержке движения зерна, его пересушке, а в неблагоприятных случаях - к загоранию соломистых частей. Вот почему необходима предварительная очистка зерна перед сушкой в шахтных зерносушилках.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >