РОЗДІЛ 3. ОСНОВНІ НАПРЯМКИ МОДЕРНІЗАЦІЇ ЗЕРНОСУШАРОК

Один з методів підвищення продуктивності рециркуляційних зерносушарок «Цілинна-50»-подача «свіжого» або відпрацьованого (після камери нагріву) агента сушіння в шахту проміжного охолодження. При цьому необхідно, щоб температура рециркулюючого зерна мало відрізнялася від температури зерна в бункері тепловологообміну, а випаровування вологи протікало при температурі, близькій до постійної. Цей принцип знайшов застосування в рециркуляційних зерносушарках з псевдоізотермічним режимом. У них зерно сушать поетапно при приблизно однаковій температурі на вході в зону псевдоізотермічним сушіння і на виході з неї.

Запровадження другого контуру рециркуляції істотно спрощує експлуатацію та підвищує надійність всіх типів рециркуляційних зерносушарок, виключає необхідність використання датчиків рівня зерна і багатьох регулюючих пристроїв. Регулюють продуктивність зерносушарки однієї засувкою подачі сирого зерна.

Удосконалення процесу сушки та конструкції зерносушарки, як правило, супроводжується скороченням паливно-енергетичних витрат і собівартості сушіння. Витрати на сушку значно скорочують:

• 
  впровадження дистанційного (автоматизованого) управління окремими вузлами і зерносушаркою в цілому;
  
• 
  підвищення коефіцієнта використання устаткування;
  
• 
  скорочення простоїв зерносушарки шляхом вдосконалення організації праці (скорочуються витрати, пов'язані з холостим пробігом обладнання в період запуску і виходу на режим, а також на нагрів тепло вентиляційні системи) і т. д.
  

Питання про будівництво зерносушарок вирішують згідно з нормами технологічного проектування (НТП). При цьому беруть до уваги:

• 
  кількість і розміри вступників різнорідних партій зерна;
  
• 
  коефіцієнт добової нерівномірності надходження;
  
• 
  розмір основної партії;
  
• 
  натуру зерна;
  
• 
  кількість сухого, вологого і сирого зерна за гіршим кліматичному році за останні чотири-п'ять років по окремим партіям зерна;
  
• 
  призначення зерна по окремим партіям;
  
• 
  тривалість розрахункового періоду заготовок з урахуванням перспективи його скорочення.
  

Час роботи стаціонарних зерносушарок хлібоприймальних підприємств приймають з розрахунку 615 г на 1 міс, пересувних - 540 ч. Продуктивність і число зерносушарок встановлюють з урахуванням сушки до стану, стійкого в зберіганні, всього сирого і вологого зерна, що надходить протягом розрахункового періоду заготовок: для колосових культур, соняшнику, кукурудзи - з розрахунку середньодобового надходження; для рису - з розрахунку максимального добового надходження. Необхідний обсяг ƩQз.с. (пл. т / добу) сушіння зерна для підприємства в цілому становить:

де А₁,А₂,…,А_п – кількість сирого і вологого зерна різних партій, що надходять в період заготовок, т (визначають технологічними випробуваннями, для типових проектів - відповідно до НТП); К_с - коефіцієнт добової нерівномірності надходження зерна; 0,8-коефіцієнт, що враховує надходження 80% планованого обсягу заготівель зерна протягом розрахункового періоду П_р заготовок; К_с, П_р – визначають відповідно до НТП.

Необхідний обсяг сушіння партій зерна ƩQ (пл. т в 1 добу) визначають за формулами:

основною

дрібної

де - величина основної партії зерна, % (приймають у відповідності з НТП).

Розрахункову продуктивність зерносушарки для сушіння партій Q (пл. т в 1 добу) обчислюють за формулами:

основною

дрібної

де т_о, т₁ – число основних і дрібних партій зерна, вступників за період заготовок (визначають по НТП); К_п1 – коефіцієнт добової одночасності надходження різнорідних партій (приймають відповідно до НТП).

Для партій зерна необхідну кількість зерносушарок П (шт.) розраховують за формулами:

основною

дрібної

На діючих підприємствах потрібне число проектованих зерносушарок та їх продуктивність Визначають з урахуванням вже існуючих зерносушарок.

Знову будується зерносушарка повинна входити в механізовану потокову лінію приймання та обробки зерна. Тому місце її установки пов'язують з точками приймання зерна з автомобілів і точками відвантаження його на транспорт, а також з зерносховищами.

Установка зерносушарок при складах. На хлібоприймальних підприємствах зерносушарки встановлюють як в окремих будівлях, так і на майданчиках. Будівництво зерносушарок при складах зазвичай пов'язане зі значними капітальними витратами. Тому при проектуванні доцільно так розміщувати транспортне та інше обладнання, щоб використовувати його не тільки в період сушіння, але і в інші пори року (для відвантаження на залізну дорогу, очищення та зважування зерна, що зберігається в складах, пов'язаних з зерносушаркою і т. д. ).

Для сушіння, очищення та виконання інших операцій ЦНДІ зерно проектом розроблені проекти кількох типів сушильно-очисних башт (СВБ). Їх встановлюють між споруджуваними або існуючими будівлями складів.

В одному ряду з обох сторін вежі знаходиться по два-три механізованих складу. Крім того, поперечним конвеєром вона сполучена з групою складів, розташованих в паралельному ряду. Найбільш поширені такі сушильно-очищувальні вежі: СОБ-МК і СВБ-1С з зерносушаркою ДСП-24СН; СВБ-32 з зерносушаркою ДСП-32; СВБ-50 з зерносушаркою ДСП-50.

Число підвідних і відвідних коробів п (шт.), встановлюваних в сушильній шахті або шахті охолодження, визначають за формулою:

де f - площа відвідного отвори короби, м²; для сушарок типу ДСП f = 0,00925, типу ВТІ -0,01125, типу СЗС і СЗШ - 0,0126, типу РД, УЗБ – f = 0,22; v – допустима швидкість відпрацьованого агента сушіння (або повітря) на виході з короба (при температурі 20 °С), м/с.

Робочу висоту Н (м) сушильної шахти або шахти охолодження обчислюють за формулою:

Н=, (3.8)

де a - число коробів в одному ряду, шт. (залежить від прийнятих у розрахунку, розмірів коробів, кроку коробів по горизонталі і ширини шахти); h_в – крок коробів по висоті, м; k - число паралельно розташованих шахт, шт.

При невідповідності висоти шахт (рециркуляційної і сушильно-охолоджувальної , або остаточного охолодження) беруть інше значення вологості рециркулюючого зерна і проводять перерахунок.

Робочу ширину В (м) шахти встановлюють за формулою:

де h_г – крок коробів по горизонталі, м.

Робочу довжину L_ш (м) шахти (довжину короба) визначають по відношенню:

L_ш=,

де – оптимальна швидкість фільтрації агента сушіння (або повітря) в шарі зерна, м/с; = 0,3 ... 0,4 м/с; b – ширина нижньої відкритій частині короба, через яку агент сушіння (або повітря ) проходить в шар зерна, м.

При наявності в зерносушарці кількох зон сушіння розрахунок проводять аналогічно.

Висоту камери Н (м) для нагріву зерна в протитоку агента сушіння розраховують за формулою:

де - тривалість перебування зерна в зоні нагріву, с; для камери нагрівання з гальмовими елементами у вигляді труб, стрижнів, куль, конусів = 2...3 с, з похилими жалюзійними полками = 5...10 с; К_т – коефіцієнт гальмування (враховує ефект, дії гальмівних елементів); К_т = 0,25 .. .0,35; _а.с - швидкість агента сушіння, м/с;_а.с = (0,5…0,6) _вит, м/с; _вит – швидкість витання зерна, м/с.

Таблиця 3.1

Швидкість витання зерна різних культур при температурі повітря 20 ° С

Культура	Швидкість витання м/с	Культура	Швидкість витання м/с
Пшениця	8,9…11,5	Гречка	2,5…9,5
Жито	8,5…10	Просо	9,8…11,8
Ячмінь	8,4…10,8	Горох	15,5…17,5
Овес	3…9	Соя	17,2…20,1
Кукурудза	8,4…10,8	Сочевиця	8,3…9,7
Рис	12,5…14	Соняшник	7,3…8,4

Поперечний (живий) перетин F_p (м²) робочої зони нагріву визначають з виразу:

Загальну площу F (м²) поперечного перерізу робочої зони нагріву з урахуванням гальмівних елементів встановлюють за формулою:

При великих розбіжностях розмірів зерносушарки з прийнятими в розрахунок при визначенні втрат тепла в навколишнє середовище q_о.с. проводять перерахунок.

Масу Е_тв (кг) зерна в бункері тепло волого обміну обчислюють за формулою:

Е_тв=П_твG_см, (3.12)

де П_тв – тривалість перебування зерна в бункері тепло волого обміну, ч; П_тв=0,17…0,25 ч.

В загальному вигляді тривалість П_1с (ч) перебування зерна в зоні сушки складає:

П_1с=, (3.13)

де Е_1с – маса зерна в корисному об'ємі зони сушіння, т; G_o, G₁ – пропускна здатність зони сушіння в розрахунку на вологість зерна на вході і на виході з неї, т / год.

Тривалість П_охл (ч) перебування зерна в зоні остаточного охолодження буде:

де Е_охл – маса зерна в корисному об'ємі зони остаточного охолодження, т; G₂,G₃ – пропускна здатність зони остаточного охолодження в розрахунку на вологість зерна на вході і виході з неї, т / год.

Підбір вентиляторів і електродвигунів. Вихідними даними для вибору типу і розміру вентилятора служать продуктивність Q і тиск Рv, які він повинен забезпечити. Ці параметри визначають основні технічні вимоги до вентилятора і залежать від характеристики мережі, в якій він працює. Якщо параметри мережі в період експлуатації змінюються (наприклад, шахта охолодження з регульованою витратою повітря), задають область значень Q і Рv. Крім цього визначають компонування вентилятора і тип приводу. В деяких випадках жорстко обмежують габарити, частоту обертання і ККД вентилятора.

Вибрати оптимальний вентилятор - значить визначити його тип (схему, розмір і частоту обертання, при яких виконуються всі вимоги технічного завдання). Як правило, у вентилятора повинні бути найбільший можливий ККД, мінімальні габарити і маса, необхідні регулювальні характеристики.

Якщо вентилятор має безпосередній привід з електродвигуном, то він забезпечує режими, відповідні його характеристиці при частоті обертання електродвигуна. Вентилятори з ремінним приводом випускають з набором шківів, тому вентилятор одного типорозміру може працювати при різній частоті обертання і забезпечувати цілу область режимів.

Необхідне тиск, який повинен розвивати вентилятор, визначають для кожної зони сушіння і охолодження окремо за прийнятою схемою. При цьому вказують розташування тепло вентиляційній мережі і розміри повітропроводів.

Опір в тепло вентиляційній мережі для кожного вентилятора визначають як суму всіх втрат тиску всмоктувального і нагнітального ділянок, включаючи втрати тиску при виході відпрацьованого агента сушіння або повітря назовні (а також внаслідок опору зернового шару). Втрати тиску в результаті опору тертя місцевих опорів, в тепло вентиляційній мережі, а також при виході із зерносушарки встановлюють, керуючись спеціальними посібниками.

Для зерносушарок втрати тиску внаслідок опору окремих ділянок тепло вентиляційної мережі (без урахування опору зернового шару) при температурі 20 °С орієнтовно можна прийняти наступними (Па); топка на рідкому паливі - 39; всмоктувальний повітропровід від топки до вентилятора-105, всмоктуючий повітропровід до вентилятора шахти охолодження - 28, повітропровід від вентилятора до напірної камери -39; вхід з дифузора в напірну камеру - 26; вхід і вихід з короба - по 20, вихід в атмосферу-13.

Падіння тиску Н (Па) в результаті опору зернового шару завтовшки l (мм) визначають за формулою:

де А,п – коефіцієнти, які залежать від роду зернової культури.

Опір шару зерна встановлюють зі співвідношення:

де Н₁₀ – опір шару зерна товщиною 10 мм.

Потужність електродвигуна N_э (кВт) для приводу вентилятора визначають за формулами:

для стандартних умов

для нестандартних умов

де V - подача вентилятора, м³/с; Н_п - повний тиск, розвинутий вентилятором, Па (для стандартних умов); H_п.р – повний тиск, Па (для переміщення повітря з високою температурою); – ККД вентилятора (визначають за характеристикою); _п – ККД приводу з урахуванням втрат в підшипниках; при безпосередньої посадці колеса вентилятора на вал електродвигуна _п = 1, при з'єднанні валів вентилятора та електродвигуна муфтою - 0,98, при ремінному приводі з клиноподібними ременями - 0,95; при ремінному приводі з плоскими ременями_п = 0,90.

Настановна потужність N_y (кВт) електродвигуна вентилятора становить:

N_y=KN_э, (3.19)

де К - коефіцієнт запасу потужності на пусковий момент; для відцентрових вентиляторів К = 1,10...1,15, для осьових К = 1,10...1,20.

Тип електродвигуна вибирають з урахуванням умов його експлуатації: температури, наявності вологи, пилу, пожежо-і вибухонебезпечності.
3.4. Визначення витрат палива, термічного ККД і ефективності окремих вузлів

Витрата потрібної кількості палива В (кг/год) встановлюють з відношення:

B=Q/Q_н^р_т, (3.20)

де Q – витрата тепла на сушку, кДж/год; _т – ККД топки.

Величину Q визначають за даними таблиць. Через велику різницю Q_н^р у багатьох видів палива ускладнюється проведення порівняльних розрахунків. У зв'язку з цим введено поняття «умовне» паливо (Q_н^р= 29330 кДж / кг).

Для перекладу дійсного палива в умовне застосовують тепловий еквівалент К=Q_н^р 29330.

Таблиця 3.3

Характеристика рідкого палива

Паливо	Склад горючої маси				Нижча теплота згоряння Qнр, мДж/кг
	CP	HP	SP	OP+NP
Дизельне	86,3	13,3	0,3	0,1	42,65
Солярова олива	86,5	12,8	0,3	0,4	42,36
Тракторний гас	86	13,7	0,2	0,1	42,99

Витрата необхідної кількості умовного палива В_у (кг/год) становить:

Термічний ККД _с (%) зерносушарки буде:

де Wi - величина вологозйому в i-м вузлі зерна сушарки, кг/год; і = 1, 2, ..., п; _і – теплота пароутворення в і-м вузлі, кДж/кг; _і = 2500-(2,3+0,0014Q_ср ∙і) Q_срі.