|
164 Глава 5. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕРНОСУШИЛОК 5.1. Построение эмпирической модели кинетики сушки зерновых культур Экспериментальные кривые сушки зерновых культур носят экспоненциальный характер и к концу сушки асимптотически приближаются к установившемуся значению равновесной влажности Wp. Поэтому в качестве аппроксимирующей функции нами было использовано экспоненциальное уравнение (W-Wp)/(W-WH) = ехр(-кТт vnxz qp т). (5.1) Последовательная подстановка в уравнение (5.1) основных параметров процесса температуры Т, скорости v и влагосодержания х сушильного агента, удельной нагрузки зерна на газораспределительную решетку q требовала соответствующей коррекции коэффициента к и уточнения показателей степеней m, п, z ир соответственно при Т, v, х и q. В этом случае для определения параметров модели к, m, п, z,p был использован метод средних величин [120], который позволил обеспечить достаточно высокую степень идентификации модели (5.1) экспериментальным кривым сушки. Таким образом, в пределах каждого опыта определялась зависимость влажности зерна W от времени г при различных значениях температуры Г, скорости v и влагосодержания х сушильного агента и удельной нагрузки зерна на газораспределительную решетку q. Определение параметров эмпирической модели кинетики сушки зерновых культур осуществляли при следующих условиях qm(m = l,...5); T,(i = 1,...5); v y (y = 1....5); хД/ = 1,...5) тп(п = 1....5). (5.2) Одним из результатов проведенных исследований явился предлагаемый метод расчета процесса сушки зерна с экспериментальным определением необходимых коэффициентов. |
63 Анализ кривых сушки и скорости сушки зерна ячменя (рис. 2.9) показывает, что период постоянной скорости сушки отсутствует, а процесс сушки осуществляется в периоде убьшающей (падающей) скорости сушки. Этот факт подтверждают кривые изменения температуры нагрева зерна ячменя во времени (рис. 2.9). Отсутствие периода постоянной скорости сушки говорит о том, что интенсивность диффузии влаги значительно меньше интенсивности влагообмена. Таким образом, изменение режима сушки оказывает влияние на интенсивность нагрева и испарения влаги из зерна, характер же кривых остается неизменным. 2.3. Построение эмпирической модели кинетики сушки зерновых культур Экспериментальные кривые сушки зерновых культур носят экспоненциальный характер и к концу сушки асимптотически приближаются к установившемуся значению равновесной влажности Жр. Поэтому в качестве аппроксимирзтощей функции нами было использовано экспоненциальное уравнение (Ж -И'р)/(1¥ -Ж„) = ехр(-кТ"' у " х ^ дР т ) . (2.1) Последовательная подстановка в уравнение (2.1) основных параметров процесса температуры Т, скорости V и относительной влажности тепло носителя, удельной нагрузки зерна на газораспределительную решетку д требовала соответствующей коррекции коэффициента к и уточнения показателей степеней т,п, гир соответственно при Т, V , x^^и д.В этом случае для оп ределения параметров модели к, т, п, г, р был использован метод средних [56, 81], который позволил обеспечить достаточно высокую степень идентификации модели (2.1) экспериментальным кривым сушки. Таким образом, в пределах каждого опыта определялась зависимость влажности зерна Ж от времени т при различных значениях температуры Т, скорости V и относительной влажности Х н теплоносителя и удельной нагрузки зерна на газорас пределительную решетку д. Определение параметров эмпирической модели кинетики сушки зерновых культур осуществляли при следующих условиях q,Jm^\,...5); Т,(1 ^ 1,...5); у ^( ] = \,...5); т^п = \,...Ъ). {1.1) Одним из результатов проведенных исследований явился предлагаемый метод расчета процесса сушки зерна с экспериментальным определением необходимых коэффициентов. Ниже рассмотрен процесс подбора эмпирической модели кинетики сушки зерна пшеницы. Д л я установленной из опыта функциональной зависимости Ж = /{Т, V , , т) сначала выбирался в и д формулы, а затем оп ределялись численные значения параметров, для которых приближение к данной функции оказывалось наилучшим. Для зерна пшеницы продовольственного назначения с нормальной клейковиной параметры т, п,гир оказались равными соответственно 5, 2, -2 и -2, причем каждый из них определял степень влияния Г, V , Хн и ^ на величину Ж, а формула (2.1) приведена к виду: (W-Wp)/(W-WJ_^) = exp -8,22-10 1 п 1 5 . ^ . ^ . Д ! 2,04 2 2 (Т-ПЗ) V X д т н (2.3) Эмпирическая модель (2.12) справедлива в следующей области изменения параметров процесса: 14 % < Ж / < 25 %; 353 К < Т^а < 398 К; 0,2 м/с < V < 1,2 м/с; 5-10"^ кг/кг <х„ < 25-10"^ кг/кг; 0,100 Н/м^ <д< 1850 Н/м". Переменные Т, V, х^ VL д принимали дискретные значения и и х число фиксировано, т. е. Ж / = 14 %; Ж / = 16 %; Г / = 18 %; Г / = 20 %; Ж / = 23 %; Г7 = 353 К; Г2 = 363 К; 7^5 = 373 К; 7^=383 К; Т;? = 393 К; V I = 0,2 м/с; У2 = 0 , 4 м / с ; = 0,6 м/с; = 0,8 м/с; V 5 = 1,2 м/с; Хн1 0,005 кг/кг; х„2 = 0,010 кг/кг; х„з = 0,015 кг/кг; х„4 = 0,020 кг/кг; х„5 = 0,025 кг/кг; ^, = 150 Н/м^; дг = 550 Н/м^; = 950 Н/м^; ^4 = 1350 Н/м^; ^5 = 1750 Н / м ' . |