0、引言
逆流式谷物烘干機(jī)中,熱氣流的運(yùn)動(dòng)方向與谷物流動(dòng)方向相反。低溫高水分的糧食進(jìn)入烘干室后,首先與水分含量較高的熱空氣接觸,然后逐漸受到溫度較高、水分含量較低的熱氣的作用,最后逐漸接近熱風(fēng)溫度。逆流式谷物烘干機(jī)的烘干效率較高,糧溫也較高,富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售鋸末木屑滾筒烘干機(jī)、氣流式烘干機(jī)等干燥烘干機(jī)械設(shè)備。
通過(guò)對(duì)逆流式谷物烘干機(jī)進(jìn)行的試驗(yàn)研究表明,用逆流式烘干機(jī)烘干小麥,一次通過(guò)即可除去大量水分,試驗(yàn)證明,當(dāng)谷層厚度為4.4 cm時(shí),熱空氣的烘干潛力利用率最高。當(dāng)谷物水分較高時(shí),應(yīng)減少谷層厚度。
逆流式谷物烘干機(jī)效率較高,可節(jié)省能耗。在相同的能耗條件下,其烘干稻谷的生產(chǎn)率是固定床的1.5倍。此外,該機(jī)廢氣的相對(duì)濕度大、溫度低,如果設(shè)計(jì)合理,可以使成本降低,烘干效率提高。
本文利用計(jì)算機(jī)模擬探討了逆流式谷物烘干機(jī)風(fēng)量、風(fēng)溫、谷層厚度、糧食水分與烘干效率和能耗之間的關(guān)系,其數(shù)據(jù)和結(jié)論可供今后逆流式烘干機(jī)的設(shè)計(jì)和使用者參考。
1、逆流式谷物烘干機(jī)的特點(diǎn)
由于較熱的空氣與最干的谷物首先接觸,因而可以有效地利用熱空氣的烘干能力,促進(jìn)水分的蒸發(fā)。根據(jù)谷物的特性,谷物水分愈低,水分蒸發(fā)愈困難,因而更需要溫度較高的氣流,而逆流式烘干機(jī)正好符合這一要求。
從谷物質(zhì)量的角度來(lái)看,谷物含水量愈低,則允許的受熱溫度愈高;而含水量愈高,為了保證質(zhì)量則谷物所能承受的溫度愈低。
在連續(xù)流動(dòng)式谷物烘干機(jī)中,逆流式烘干機(jī)熱效率較高。這是因?yàn)樵谙嗤臈l件下,逆流式烘干機(jī)排出的廢氣接近飽和狀態(tài),相對(duì)濕度大,而排氣的溫度較其他形式的烘干機(jī)低,可以充分利用熱空氣的熱量來(lái)烘干糧食。數(shù)學(xué)模擬的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。
谷物受熱均勻,烘干后谷物水分均勻一致,整個(gè)谷床受到同樣熱風(fēng)的作用,烘干效果較好。
逆流式谷物烘干機(jī)的主要缺點(diǎn)是糧溫接近熱氣流的溫度,在其他條件相同的情況下,逆流式烘干機(jī)的糧溫最高,谷粒的熱損傷較大,烘干后谷物的品質(zhì)受到一定的影響。
2、逆流式谷物烘干機(jī)的性能分析
2.1風(fēng)量對(duì)逆流式谷物烘干機(jī)性能的影響
2.1.1不同溫度時(shí)風(fēng)量對(duì)熱耗量的影響
谷層厚度1.2 m,初水分25%,終水分15%時(shí),風(fēng)速與熱耗量的關(guān)系見(jiàn)圖1。
可以看出,風(fēng)速增加時(shí),所耗的熱量增加;風(fēng)速為13.5 m/min時(shí),曲線有一個(gè)交點(diǎn),超過(guò)此點(diǎn)風(fēng)速,則熱耗量與溫度成反比,低于此風(fēng)速時(shí)熱耗量與溫度成正比。在風(fēng)速為9.2 m/min -21.6 m/min的范圍內(nèi),熱風(fēng)溫度愈高,則耗熱曲線愈趨平緩,即風(fēng)速對(duì)熱耗量的影響愈小。因此,從熱效率角度出發(fā),低風(fēng)速時(shí)用低溫比較經(jīng)濟(jì),高風(fēng)速時(shí)宜采用較高溫度。
2.1.2谷層厚度對(duì)熱耗能的影響
不同谷層厚度,且初水分25%,終水分15%,熱風(fēng)溫度120℃時(shí),風(fēng)速對(duì)熱耗量的影響見(jiàn)圖2。由谷層厚度的模擬可以看出,谷層厚則熱耗低,烘干效率高;薄層烘干時(shí)風(fēng)速的影響比厚層時(shí)為大;
2.2熱風(fēng)溫度對(duì)于燥機(jī)性能的影響
當(dāng)谷層厚度1.2 m,初水分25%,終水分15%時(shí),熱風(fēng)溫度與熱耗量的關(guān)系見(jiàn)圖3。
低風(fēng)速時(shí),隨著熱風(fēng)溫度的增加熱耗量增加。當(dāng)風(fēng)量大于9.25 m/min時(shí),對(duì)應(yīng)每一個(gè)風(fēng)量值有一個(gè)最佳的熱風(fēng)溫度,在該溫度下熱耗量最小。由圖中曲線可知,當(dāng)風(fēng)速15.4 m/min時(shí),最佳熱風(fēng)溫度約為54℃、.而在風(fēng)速為21.5 m/min時(shí).最佳熱風(fēng)溫度為63℃。
2.3谷層厚度對(duì)烘干機(jī)性能的影響
逆流式烘干機(jī)中谷層厚度是一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)糧食含水量較高,風(fēng)量較低,熱風(fēng)溫度較高時(shí),由于烘干過(guò)程中谷物水分的蒸發(fā),使熱空氣穿過(guò)谷層時(shí)很容易達(dá)到飽和狀態(tài),遇到新喂入的谷物溫度較低,其中的水汽會(huì)凝結(jié)成水珠。因此,逆流式谷物烘干機(jī)在一定的風(fēng)量和風(fēng)溫時(shí),有一個(gè)極限谷層厚度,超過(guò)此厚度則熱空氣達(dá)到飽和(RH=100%),不再能吸收水分,因此起不到烘干作用。根據(jù)模擬的結(jié)果,當(dāng)谷層厚度1.2m,初水分25%,終水分15%,熱空氣達(dá)到飽和時(shí),谷物層厚度與風(fēng)速、風(fēng)溫的關(guān)系曲線見(jiàn)圖4。
由曲線可知,當(dāng)風(fēng)量一定時(shí),隨著熱風(fēng)溫度的增加,熱空氣達(dá)到飽和時(shí)的谷層厚度將減??;當(dāng)風(fēng)溫一定時(shí),隨著風(fēng)量的增加,飽和時(shí)的谷層厚度將增加。換言之,當(dāng)風(fēng)量小,谷物溫而熱風(fēng)溫度高時(shí)谷物層應(yīng)當(dāng)很薄,否則熱空氣很容易達(dá)到飽和狀態(tài),對(duì)該層出以上的谷物就無(wú)烘干作用。
2.4初始水分對(duì)谷物烘干機(jī)性能的影響
當(dāng)終水分不改變時(shí),谷物初始水分對(duì)熱耗量、烘干效率及生產(chǎn)率有一定影響,初水分增加,熱耗量減小,烘干機(jī)的生產(chǎn)率降低。
2.5糧溫和糧食水分沿深度方向的分布規(guī)律
當(dāng)熱風(fēng)溫度不變時(shí),風(fēng)量愈大,則糧溫愈高;當(dāng)風(fēng)量一定時(shí),熱風(fēng)溫度愈低,則糧食溫度與風(fēng)溫相差愈小。
從不同深度糧食水分的分布情況可知,在高風(fēng)量時(shí),糧食水分沿谷層深度的變化規(guī)律基本上較接近,而在高風(fēng)溫低風(fēng)量時(shí)排氣均達(dá)到飽和狀態(tài),風(fēng)溫愈高則達(dá)到飽和狀態(tài)的時(shí)間愈短。
3、結(jié)論
(1)逆流式谷物烘干機(jī)排氣的濕度大、溫度低,故熱效率較高,在相同條件下,生產(chǎn)率比其它型式的烘干機(jī)高。
(2)烘干高水分谷物時(shí),在一定的風(fēng)量和條件下有一個(gè)最合適的谷物層厚度,超過(guò)此厚度則無(wú)烘干作用。
(3)熱風(fēng)溫度對(duì)于燥性能的影響,應(yīng)區(qū)別大風(fēng)量和小風(fēng)量,大風(fēng)量時(shí)宜采用低溫,小風(fēng)量時(shí)宜采用高溫。
(4)在連續(xù)流動(dòng)式烘干機(jī)中,逆流式烘干機(jī)使糧食溫升最高.故對(duì)糧食品質(zhì)有一定影響。
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