|
19 Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ И МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК 1.1. Основные закономерности процесса сушки зерновых культур Основные положения теории сушки материалов разработаны А.В. Лыковым, А.С. Гинзбургом, П.А. Ребиндером, М.Ф. Казанским, Г.А. Егоровым, В.А. Резчиковым и др. Значительный вклад в развитие теории внесли зарубежные ученые Т. Kudra [265, 266], Keey, R.B. [262], К. R. A. Cairncross [256], Кришер, О. [93] и др. В известных работах по математическому моделированию процессов сушки зерна [15, 18, 19, 24, 36, 62, 107-113, 117, 118, 130, 137, 140, 146, 175, 177, 182, 208, 210] отдается предпочтение феноменологическому подходу в связи с преимуществом в простоте исходных соотношений, возможности использования экспериментальных данных, а, следовательно, возможности контроля практикой. В основе феноменологического метода лежит использование результатов феноменологической термодинамики. Среди них первостепенное значение имеют законы сохранения и некоторые аксиоматические соотношения между определяющими параметрами явления [24, 39, 62, 77, 81, 82, 117, 118]. Математической записью закона сохранения массы компонента к является уравнение: *jL + db>(PtwJ-±vAJ=0, дт (1.1) где w скорость компонента к, к = 1, 2, 3... N; рк плотность компонента к; Jj скорость /-ой реакции; v возможных реакций. Математическая форма закона сохранения импульса имеет вид доля компонента к в /-ой реакции; п число |
24 общий характер, а роль конкретной физической среды учитывается только коэффициентами пропорциональности. Это определяет их необходимую общность и универсализм в описании физической среды, которая представляется наделенной свойствами, независящими от размеров рассматриваемой области. В известных работах по математическому моделированию процессов сушки зерна [10, 14, 54, 72, 118, 121] отдается предпочтение феноменологическому подходу в связи с преимуществом в простоте исходных соотношений, возможности использования экспериментальных данных, а, следовательно, возможности контроля практикой. В основе феноменологического метода лежит использование результатов феноменологической термодинамики. Среди них первостепенное значение имеют законы сохранения и некоторые аксиоматические соотношения (феноменологические законы) между определяющими параметрами явления [97, 103, 107, 121]. Тепло-влагоперенос при сушке зерна подчиняется общим законам тепломассопереноса и является его частным случаем. Теоретической основой для них служит единая теория тепло-массопереноса [18, 20, 59, 66, 74, 112]. На основе этой теории процессы переноса теплоты и влаги в зерне могут быть описаны .^ аналитически. Такое описание позволяет определить температуру и влагосодержание в любой точке зерна или зернового слоя в любой момент времени, найти их градиенты и изменение во времени, рассчитать плотность потоков теплоты и влаги, прогнозировать дальнейшее развитие этих процессов. Вместе с тем при математическом описании процессов в зерне и зерновом слое возникают определенные трудности, так как зерно неоднородно по структуре и составу. Подвижной слой влажного дисперсного материала рассматривается как ,^ V сплошная среда, когда исследованию подлежит температурное поле, и как дискретная, когда ставится задача по определению поля влагосодержания. Приводится упрощенная система связанного переноса. При решении ряда задач, связанных с моделированием технологических процессов тепло и массопереноса, приходится иметь дело с подвижным слоем |