Курсовая работа. Сооружения и оборудование

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГОУ ВПО Рязанская государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева.

Кафедра: «Технология общественного питания»

Курсовая работа

по дисциплине «Оборудование для переработки продукции растениеводства» для студентов технологического факультета по специальности 110305 «Технология производства и переработки с/х продукции»

Разработал: ст. преподаватель

Горшков В.В.

Рязань 2010 г.

Тема : Расчет процесса сушки зерна.

Расчет процесса сушки ведут по материальному и тепловому балансу исходя из агротехнических требований, экспериментальных данных по сушке материала и опыта эксплуатации существующих конструкций.

Сущность материального и теплового баланса состоит в том, что количество влаги и тепла, содержащееся в материале и газо-воздушной смеси при входе в зерносушилку, равно количеству влаги и тепла, содержащемуся в высушенном материале, отработанной смеси и количеству тепла, теряемому в окружающую среду.

Уравнение баланса влаги при сушке:

, (1)

где и соответственно количество влаги в зерне до и после сушки,

;

и соответственно количество влаги в газо-воздушной смеси

до и после сушки, ;

и соответственно масса подведенного влажного и отведенного сухо

го зерна за час, ;

и часовой расход агента сушки, ;

и влажность зерна до и после сушки, %;

и влагосодержание агента сушки до и после сушки, .

Массу выделившейся воды из зерна за час можно найти из уравнения:

, (2)

где масса выделившейся воды, .

В процессе сушки масса сухого вещества не изменяется, поэтому:

(3)

где масса сухого вещества в зерне, .

Выразив через и подставив в уравнение (2) получим:

(4)

Относительная усушка зерна равна:

(5)

где относительная усушка зерна, %.

При расчете расхода агента сушки принимается, что тогда после преобразования уравнение (1) примет вид:

(6)

Так как , (7)

То (8)

Удельный расход воздуха на испарение 1 воды:

(9)

где удельный расход воздуха, .

Расчет потребных количеств тепла и воздуха для сушильной и охладительной частей зерно сушилки осуществляется графически по - диаграмме влажного воздуха, которая достаточно точна и для смеси топочных газов с воздухом .(Рис.2).

Начальное состояние воздуха соответствующее и (для летних условий ), отображается на диаграмме точой А, а процесс подогрева линией при . При использовании смеси топочных газов с воздухом осуществляется по линии смешения АВ, причем , так как добавляется влага топлива.

Влагосодержание смеси будет равно:

(10)

где действительное количество воздуха требуемое количество воздуха для

полного сгорания топлива, ;

влагосодержание атмосферного воздуха, ;

содержание водорода в топливе, %;

содержание влаги в топливе, %;

содержание золы в топливе, %.

Р ис. П.1. Диаграмма Рамзина i- х(d)

Действительное количество воздуха находится из уравнения:

, (11)

где действительное количество воздуха, ;

коэффициент избытка воздуха;

теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания топлива,

.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1кг топлива, приближенно равно:

(12)

где теплотворная низшая способность топлива, .

, (13)

где теплотворная высшая способность топлива, .

Теплотворную высшую способность топлива определяют по формуле Менделеева:

, (13)

где содержание углерода в топливе, %;

содержание кислорода в топливе, %;

содержание серы в топливе, %.

Данные по топливу представлены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристика основных видов топлива.

Вид топлива	Химический состав в %
	C	H	N	O	S	A(зола)	W(влага)
Антрацит АШ	70,4	1,4	1,8	1,9	0,7	17,3	6,5
Подмосковный уголь (рядовой)	33,2	2,3	0,7	9,3	3,2	19,3	32,0
Кусковой торф	30,9	3,2	1,3	17,8	0,2	6,6	40,0
Дрова (смешанные)	32,8	3,9	0,4	27,3	0	0,6	35,0
Мазут и моторное топливо	85,0	12,5	0	0,4	0,1	-	2,0
Электроэнергия	-	-	-	-	-	-	-

Коэффициент избытка воздуха определяется по формуле:

(14)

где коэффициент полезного действия топки равный 0,85…0,95;

теплосодержание пара в смеси (), ;

теплоемкость смеси, ;

теплосодержание атмосферного воздуха, ;

температура смеси, .

Температура смеси принимается по агротехническим требованиям, а влагосодержание и теплосодержание атмосферного воздуха по диаграмме для точки А.

Точка находится на пересечении линий и .

После построения линии нагрева воздуха , строят линию процесса сушки зерна. Теоретическая линия, когда отсутствуют потери тепла, идет от точки по линии . Но действительный процесс идет по линии , направление которой определяется соотношением отрезков и , причем положение точки линии выбирается произвольно.

Длина отрезка равна:

, (15)

где и масштабы влагосодержания и теплосодержания диогораммы;

суммарные потери и дополнительные сообщения тепла, отнесенные к

1 кг испаренной влаги.

В зерносушилках добавочных сообщений тепла нет, поэтому < 0 (отрезок откладывается вниз от точки ). Величина в шахтных зерносушилках для летних условий 300 испаренной влаги.

Через полученную точку проводится прямая до пересечения с линией (относительная влажность отработанной смеси), которая принимается по агротехническим требованиям.

Удельный расход воздуха и тепла определяют по формулам:

, (16)

, (17)

где удельный расход тепла, .

Полные расходы воздуха и тепла для сушильной части шахты:

, (18)

, (19)

где полный расход воздуха, ;

полный расход тепла, ;

объем влажного газа на 1 кг сухого воздуха при температуре

t₁, .

Потребный часовой расход топлива:

, (20)

где часовой расход топлива, .

Объем влажного газа на 1 кг сухого воздуха принимают по таблице 2, а агротехнические требования к шахтным зерносушилкам по таблице 3.

Таблица 2. Объем Vo влажного воздуха на 1 кг сухого воздуха в м/кг при давлении 745 мм. рт. ст.

t0 0C	Влажность φ0 в %
	100	90	80	70	60	50	40	30	20	10	0
-10	0,7624	0,7622	0,7620	0,7618	0,7616	0,7614	0,7612	0,7610	0,7698	0,7606	0,7604
0	0,7911	0,7937	0,7932	0,7927	0,7925	0,7922	0,7912	0,7907	0,7902	0,7807	0,7893
10	0,8284	0,8274	0,8263	0,8253	0,8243	0,8233	0,8222	0,8212	0,8202	0,8192	0,8182
20	0,8675	0,8654	0,8633	0,8613	0,8592	0,8572	0,8551	0,8534	0,8311	0,8191	0,8471
30	0,9154	0,9110	0,9070	0,9030	0,8990	0,8954	0,8912	0,8873	0,8835	0,8797	0,8760
40	0,9775	0,9697	0,9620	0,9545	0,9471	0,9398	0,9326	0,9255	0,9189	0,9116	0,9049
50	1,0662	1,0513	1,0368	1,0228	1,0090	0,9937	0,9827	0,9700	0,9576	0,9155	0,9338
60	1,2041	1,1748	1,1468	1,1201	1,0946	1,0702	1,0469	1,0245	1,0030	0,9824	0,9627
70	1,1448	1,3820	1,3244	1,2743	1,2222	1,1754	1,01345	1,0951	1,0583	1,0239	0,9916
80	1,9500	1,7885	1,6513	1,5336	1,4313	1,3117	1,2625	1,1920	1,1280	0,0720	1,0205
90	3,5664	2,8824	2,4176	2,0812	1,8264	1,6268	1,4662	1,3342	1,2237	1,1300	1,0494
99,4	∞	10,9192	5,4498	3,6277	2,7167	2,1700	1,8955	1,5151	1,3482	1,1989	1,0763
100	∞	10,9251	5,4554	3,6310	2,7198	2,1726	1,8078	1,5473	1,3519	1,1999	1,0783
110	∞	11,2026	5,5943	3,7248	2,7899	2,2290	1,8550	1,5880	1,3879	1,2318	1,1072
120	∞	11,4801	5,7342	3,8183	2,8602	2,2855	1,9014	1,6287	1,4234	1,2638	1,1361
130	∞	11,7576	5,8741	3,9117	2,9308	2,3422	1,9498	1,6695	1,4593	1,2938	1,1650
140	∞	12,0403	6,0140	4,0059	3,0015	2,3990	1,9972	1,7103	1,4951	1,3278	1,1939

Таблица 3 Основные агротехнические требования к шахтным зерносушилкам

Показатели	Характеристика и допустимое отклонение
Снижение влажности зерна за один пропуск через сушилку	На 6-8%, т.е. с 22-20 до 14%
Превышение температуры зерна после холодильника над температурой атмосферного воздуха	Не более 15°
Температура теплоносителя	При сушке семенного зерна влажностью до 25% температура 80°С, влажностью более 25% - 70°С При сушке продовольственного зерна влажностью до 25%-110°С, влажностью более 25% - 100°С
Неравномерность нагрева зерна в сушилке по сечению у основания горячей камеры	Не более 3-4°С
Неравномерность нагрева зерна по сечению шахты	Допустимая неравномерность сушки ±1% при конечной средней влажности 15%
Средний максимальный нагрев зерна у основания горячей камеры со стороны входа теплоносителя	Для пшеницы не выше 60°С для продовольственного зерна и 50°С - для семенного
Качество зерна	Сохранение семенных, продовольственных и товарных качеств зерна
Расход тепла на 1 кг испаренной влаги при сушке продовольственного зерна	В передвижных сушилках не более 1400 ккал/кГ; в стационарных не более 1200ккал/кГ
Относительная влажность отработанного теплоносителя	65-75%