Исследование движения зерна в кольцевой камере бункерной зерносушилки в лабораторных условиях
Исследование движения зерна в кольцевой камере бункерной
зерносушилки в лабораторных условиях
В бункерных зерносушилках зерновой
слой движется плотным слоем длительное время (2…4 ч). От характера движения
зерна зависит равномерность его сушки.
Классическим видом движения зерна в
бункере является такое, при котором в начальный момент приходит в движение
цилиндрический столб зерна, находящийся над отверстием (рис. 1, а). При этом
нижний слой 3 вытекает первым, а верхний 1 - последним. Понижение уровня
центрального столба вызывает стекание к центру верхнего слоя и на поверхности
образуется воронка под углом естественного откоса (25…400). С этого
момента начинается второй этап на котором движение зерна происходит по
поверхности воронки к центральному столбу, т.е. выгружается верхний слой 1
(рис. 1, б). Последним выгружается нижний слой 3, непосредственно примыкающий к
отверстию. Зерна этого слоя высыпаются, скатываясь по дну емкости, если оно
наклонено под углом α, большим угла трения зерна φ по данной поверхности. Для стали φ=17…230 [1].
При таком характере
движения зерна в зерносушилке равномерность сушки обеспечить сложно поскольку
не происходит равномерное движение всего зернового слоя.
Для выявления характера
движения зернового слоя в бункерной зерносушилке при истечении его через
круглое отверстие была изготовлена лабораторная установка (рис. 2). Она
представляет собой бункер 1 высотой 2,5 м образованный боковыми стенками 6,
расположенными под углом 40 к оси симметрии. Такая форма поперечного
сечения бункера обусловлена конструкцией кольцевой камеры бункерной
зерносушилки и представляет собой сектор кольцевого слоя зерна толщиной 427 мм.
Выгрузное отверстие
выполнили в заслонке 3, перемещением которой осуществляли перекрытие истечения
зерна из бункера. Изменяя диаметр, отверстия обеспечивали необходимый расход
зерна.
Исследования проводили
на семенах овса и ржи влажностью 12%. Во время опыта производили замеры высоты
зернового слоя у внутренней 5 и наружной 4 стенок, а также по центру слоя и по
середине между ними с помощью линеек 7. По результатам измерений строили кривые
изменения формы поверхности зернового слоя в процессе его выгрузки (рис. 3).
Первоначально движение
зернового слоя происходит равномерно по всему объему (гидравлическое истечение)
при котором горизонтальность слоев зернового материала и, в частности, верхнего
слоя практически не нарушается. Но при высоте слоя 1,3 м, для овса и 1,1 м для
ржи, через 30 от начала опыта в центральной части слоя над выпускным отверстием
образуется воронка в которую начинают скатываться зёрна с боковых поверхностей
слоя, а часть зерна прилегающая к стенкам бункера перемещается с меньшей
скоростью. По мере понижения уровня, зерно из застойных зон скатывается по линии
естественного откоса (нормальное истечение) и попадает в зону истечения.
Таким образом, процесс
нормального истечения принципиально отличается от гидравлического истечения
тем, что при гидравлическом истечении движение потока сыпучего тела происходит
в объёме, ограниченном стенками бункера, а при нормальном истечении - в объёме
конуса истечения (воронки), образованного неподвижными частицами самого
зернового материала.
Кроме этого проводили
опыты при непрерывной дозагрузке зернового слоя (имитация установки
непрерывного действия). В этом случае зерно двигалось равномерно по всему
объёму без образования воронки.
Вывод
Равномерное движение
зернового слоя в кольцевой камере бункерной сушилки без образования воронки над
выгрузным отверстием происходит при высоте слоя более 1,3 м для овса и 1,1 м
для ржи.
Литература
зерно бункер сыпучий
сушка
1. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные
машины. - М.: Колос, 1994.