ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНОВЫХ СУШИЛОК

Исследования выполнены в зерновых сушилках шахтного типа в хозяйствах Ленинградской и Новгородской областей. Обработке подвергался ворох различных зерновых культур, прошедший предварительную очистку. Переменными, определяющими условия функционирования сушилки, рис. 1, выбраны начальное влагосодержание W0(t), и температура υЗ0(t) вороха. Температура теплоносителя υТ(t) и экспозиция ω(t) определяют требуемый режим сушки и в процессе экспериментов поддерживались на заданных уровнях при помощи автоматических регуляторов. Качество и интенсивность протекания процесса оценивались по температуре υЗ(t) и влагосодержанию W(t) зерна.
Рис.1. Структурная функциональная схема сушильной камеры
Исследование динамики влагосодержания вороха проводилось с отбором проб из потока с квантованием не по времени (t), а по объёму (v), что позволило получить универсальную модель условий функционирования, пригодную для сушилок любой производительности. Всего получено 37 реализаций влагосодержания с количеством проб от 110 до 332. Установлено, что случайные функции влагосодержания W0(v) в течение смены в основном нестационарны. Нестационарность наблюдается преимущественно в утренние и вечерние часы, а также в периоды выпадения атмосферных осадков. Изменение текущего среднего влагосодержания вороха достигало 2...5 %.
Нестационарные реализации перед обработкой на ЭВМ приводились к стационарному виду. Установлено, что большинство функций плотности распределения вероятности случайных функций подчиняются нормальному закону. Результаты обработки выборок представлены в табл. 1: где x¯ - выборочные средние; σ - среднеквадратические отклонения; ν - коэффициенты вариации; τ - интервалы корреляции случайных функций; f - диапазоны их существенных частот. В качестве примера, в табл. приведены хаpaктеристики случайного типового процесса (τ , мин; f, с-1), рассчитанные с использованием полученной универсальной модели для зерносушилки с плановой производительностью 10 т/ч.
Таблица 1. Оценки хаpaктеристик влагосодержания зернового вороха
|
x¯ |
σ |
ν |
τ |
f |
||
|
% |
% |
% |
м3 |
мин |
м-3 |
с-1 10-3 |
|
15,2...33,6 |
0,39...1,70 |
2,2...10,9 |
0,60...4,85 |
2,52...19,53 |
0...8,32 |
0...3,5 |
Для определения статистических оценок функционирования получены реализации процессов на входе сушильной камеры и в шестнадцати точках её нижнего горизонтального сечения. Продолжительность реализаций составляла от 3 до 7 часов, период выборки - 3...5 минут. По реализациям процессов вычислялись:
- оценки функции плотности распределения вероятности, их математических ожиданий, среднеквадратических отклонений и коэффициентов вариации;
- оценки корреляционных функций ρх(τ) и функций спектральной плотности Sx(f);
- оценки взаимных корреляционных функций ρxy(τ) и функций спектральной плотности Sxy(f) процессов на входе и выходе сушильной камеры.
Оценки хаpaктеристик зернового вороха на входе и выходе сушильной камеры представлены в табл. 2.
Таблица 2. Хаpaктеристики зернового вороха на входе и выходе сушильной камеры
|
Хаpaктеристики вороха |
x¯ |
σ |
ν, % |
,τ мин |
f, с-1· 10-3 |
|
Влагосодержание |
|||||
|
на входе, % на выходе, % |
15,2...33,6 13,5...29,8 |
0,7...1,7 0,14...2,6 |
2,2...10,9 0,5...12,1 |
15...60 15...68 |
0...3,8 0...3,9 |
|
Температура |
|||||
|
на входе, С на выходе, С |
9,9...18,1 21,1...31,0 |
0,4...2,5 0,23...5,30 |
3,6...17,1 1,0...18,1 |
15...40 10...60 |
0...4,9 0...3,6 |
Неравномерность поля хаpaктеристик вороха в нижнем горизонтальном сечении сушильной камеры оценивалась по отклонениям его влагосодержания Wi и температуры υЗi в отдельных точках сечения от средних значений в сечении. Установлено, что отклонения влагосодержания в отдельных точках могут достигать 2,5 %, а температуры - 7 С. Это превышает допуски, задаваемые агротехническими требованиями.
Результаты оценки связей процессов на входе и выходе сушильной камеры представлены в табл. 3. Установлено, что отсутствует корреляционная связь процессов изменения температуры uЗ0(t) и влагосодержания W0(t) вороха на входе сушилки. Не обнаружено также связи процессов uЗ0(t) - uЗ(t) и uЗ0(t) - W(t), что позволяет сделать вывод о том, что начальная температура вороха не оказывает существенного влияния на хаpaктеристики вороха внутри сушильной камеры.
Особенностью сушильной камеры является то, что коэффициенты взаимной корреляции процессов W0(t) и uЗ(t), а также W(t) и uЗ(t) являются знакопеременными. Это свидетельствует о существовании нелинейной связи процессов.
Таблица 3. Диапазоны изменения коэффициентов взаимной корреляции процессов на входе и выходе сушилки
|
Процесс |
Диапазон изменения |
|
W0(t) - uЗ(t) |
-0,48...0,32 |
|
W0(t) - W(t) |
0,39...0,60 |
|
W(t) - uЗ(t) |
-0,76...0,38 |
Динамические хаpaктеристики сушильной камеры определялись как в лабораторных, так и производственных условиях. По каналам W0(t) - W(t) и W0(t) - uЗ(t) динамические хаpaктеристики оценивались путем сравнения функций спектральной плотности процессов на входе и выходе сушильной камеры. Установлено, что спектральный состав сигнала при прохождении через сушилку пpaктически не меняется. Это позволяет использовать для аппроксимации динамических свойств сушильной камеры по указанным каналам модель усилительного звена с трaнcпортным запаздыванием (τТ), табл. 4.
Динамические свойства по каналам передачи управляющих сигналов определены для зерносушилки СЗШ-8 [1] методом типовых воздействий. Результаты идентификации хаpaктеристик представлены в табл. 4, а диапазоны изменения постоянных времени передаточных функций и значения статических коэффициентов передачи - в табл. 5 и 6.
Структура передаточных функций и значения их коэффициентов свидетельствуют о сложности процессов протекающих в сушильной камере. Для примера на рис. 2 представлены реакции температуры зерна uЗ(t) на скачкообразное увеличение производительности ω(t) её выгрузного аппарата при стабилизированной температуре теплоносителя. Хаpaктерным является кратковременное увеличение температуры зерна в начальном периоде процесса. Объясняется это изменением аэродинамических хаpaктеристик подвижного зернового слоя в сушилке. Так увеличение скорости перемещения зерна ведет к разуплотнению слоя и снижению его аэродинамического сопротивления. Это вызывает увеличение подачи теплоносителя в сушильную камеру и, при постоянстве его температуры, ведет к увеличению количества теплоты, подводимой к зерну. Вследствие этого увеличивается температура зерна. Превышения температуры ΔυЗ для пpaктически встречающихся режимов сушки могут достигать 2...8 С и - стать опасными для семенных и продовольственных качеств зерна. На втором этапе развития переходного процесса более заметную роль оказывают инерционные процессы тепловлагообмена. С увеличением влагосодержания зерна его температура постепенно понижается.
Таблица 4. Передаточные функции сушильной камеры
|
Канал передачи сигнала |
Передаточная функция |
|
Температура uТ теплоносителя - температура uЗ зерна |
|
|
Частота ω колебаний выпускного аппарата - влагосодержание W зерна |
|
|
Температура uТ теплоносителя - влагосодержание W зерна |
|
|
Частота ω колебаний выпускного аппарата - температура uЗ зерна |
|
|
Влагосодержание W0 зерна на входе- температура uЗ зерна на выходе |
|
|
Влагосодержание W0 зерна на входе - влагосодержание W зерна на выходе |
|
Таблица 5. Постоянные времени передаточных функций
|
Постоянная времени |
Пределы изменения по каналам передачи, мин |
|||
|
(uТ - W) |
(uТ - uЗ) |
(ω - W) |
( ω - υЗ) |
|
|
T1 |
14,38...32,32 |
10,06...19,53 |
15,19...31,93 |
-25,83...-14,24 |
|
Т2 |
6,66...15,36 |
4,49...9,23 |
6,76...15,56 |
7,69...14,39 |
|
Т3 |
- |
- |
- |
-7,98...-4,61 |
|
T´ |
- |
- |
- |
-2,19...68,21 |
|
T" |
- |
- |
- |
69,14...46,12 |
|
τ0 |
11,3...12,9 |
3,7...5,1 |
6,7...16,7 |
- |
Таблица 6. Статические коэффициенты передачи
|
Канал передачи |
Единица измерения |
Пределы изменения |
|
uТ - uЗ |
˚С/˚С |
0,035...0,351 |
|
ω- W |
%/мин-1 |
- 0,034...0,349 |
|
uТ - W |
%/˚С |
0,007...0,05 |
|
ω- uЗ |
-1 ˚С/мин |
- 1,13...0,785 |
|
W0 - uЗ |
˚С/% |
- 1,769...1,009 |
|
W0 - W |
%/% |
0,507...0,932 |
Рис. 2. Переходные процессы на выходе сушильной камеры по каналу ω - uЗ при υТ = 100 ˚С: 1 - W0 = 18 %; 2 - W0 = 22 %; 3 - W0 = 26 %
Установлено, что в результате варьирования начального влагосодержания зерна W0 в пределах 18...26 %, а частоты колебаний каретки выгрузного аппарата от 24 мин-1 до 32 мин-1 установившаяся температура зерна может отклоняться на 15,4...19,6 С от начального значения. Это подтверждает то, что стабилизация температуры теплоносителя на входе сушильной камеры не обеспечивает стабилизацию температуры зерна при изменениях W0 и ω . Поэтому, современные сушилки для более качественного выполнения рабочего процесса должны оснащаться системами автоматического контроля и регулирования температуры зерна.
На основании полученных результатов разработана система регулирования процесса сушки зерна, реализующая принцип стабилизации количества теплоты подаваемой в сушильную камеру [2]. Её использование позволяет с меньшей погрешностью осуществлять регулирование тепловых режимов в сушилке и достигнуть лучшего качества выполнения процесса.
Литература
- Колесов Л. В., Андрианов Н. М. Экспериментальное обоснование совершенствования процесса сушки в шахтных зерносушилках // Сб. науч. тр. ЛСХИ «Методы и средства интенсификации технологических процессов на базе микроэлектроники». - Л., 1990. С. 69.
- Патент РФ № 2135917. Способ автоматического регулирования процесса сушки зерна и устройство для его осуществления // Андрианов Н. М. и др. - Бюл. изобретений. 1999. № 24.
Статья в формате PDF
122 KB...
11 10 2026 20:57:26
Статья в формате PDF
122 KB...
10 10 2026 13:59:48
Статья в формате PDF
280 KB...
09 10 2026 21:27:32
На основании анализа прострaнcтвенного размещения редких и уникальных для Кемеровской области растительных сообществ рассматривается возможность оптимизации пpaктического сохранения регионального биоразнообразия. В качестве возможного механизма охраны предлагается вариант локального изменения размеров водоохранных зон путем делегирования органам местного самоуправления права принятия оперативных решений при определении их границ.
...
08 10 2026 22:33:50
Статья в формате PDF
251 KB...
07 10 2026 3:46:50
Статья в формате PDF
136 KB...
06 10 2026 18:32:15
Статья в формате PDF
137 KB...
05 10 2026 15:25:26
Статья в формате PDF
126 KB...
04 10 2026 9:39:56
03 10 2026 0:38:31
Представлен обзор литературы, посвященный хирургическому лечению повреждений селезенки. Особое внимание отводится хирургическому лечению, направленному на сохранение этого органа с помощью лазерной техники. Показано, что пpaктика использования операций, направленных на сохранение селезенки при ее травме прошла несколько этапов. Применение таких хирургических вмешательств во многом зависит от технического оснащения операционного блока.
...
02 10 2026 6:50:26
Статья в формате PDF
116 KB...
01 10 2026 5:55:12
Статья в формате PDF 325 KB...
30 09 2026 5:23:10
Статья в формате PDF
154 KB...
29 09 2026 3:39:17
Статья в формате PDF
276 KB...
28 09 2026 18:53:22
Статья в формате PDF
103 KB...
27 09 2026 1:15:46
Статья в формате PDF
110 KB...
26 09 2026 22:35:13
В работе приведены результаты анализа степеней сингемеробии парциальных флор Якутии в разрезе флористических районов. Отмечается роль географических факторов в формировании групп районов, объединенных по степени сингемеробии флор крупных геоботанических типов.
...
25 09 2026 0:11:40
Статья в формате PDF
115 KB...
24 09 2026 12:51:24
Статья в формате PDF
379 KB...
23 09 2026 14:48:23
Статья в формате PDF
629 KB...
22 09 2026 13:25:26
При выборе рациональной технологии изготовления и оптимизации составов мазей и гелей с нестероидным противовоспалительным средством – мелоксикамом (МК) важно изучение реологических свойств данных лекарственных форм (ЛФ). Статья посвящена изучению реологических свойств мазей и гелей МК. Исследования, проведенные авторами, позволили определить факторы, влияющие на реологические свойства изучаемых ЛФ МК и охаpaктеризовать исследуемые образцы мазей и гелей МК, как структурированные дисперсные системы.
...
21 09 2026 10:53:12
Статья в формате PDF
286 KB...
20 09 2026 5:37:11
Статья в формате PDF
113 KB...
19 09 2026 6:29:48
Статья в формате PDF
275 KB...
18 09 2026 14:24:34
Статья в формате PDF
103 KB...
17 09 2026 17:46:18
Статья в формате PDF
307 KB...
16 09 2026 14:56:53
Статья в формате PDF
307 KB...
15 09 2026 7:21:45
Статья в формате PDF
139 KB...
14 09 2026 9:39:25
Статья в формате PDF
144 KB...
13 09 2026 16:35:33
Статья в формате PDF
251 KB...
12 09 2026 10:48:55
11 09 2026 22:10:55
Статья в формате PDF
129 KB...
10 09 2026 2:29:52
Статья в формате PDF
120 KB...
09 09 2026 23:31:40
В процессе тренировки отдельных компонентов ручной моторики (тонус, сила, точность движений, кинетический и динамический пpaксис) у детей совершенствуется произвольное внимание, развиваются навыки контроля и планирования целостного действия.
...
08 09 2026 17:16:37
Статья в формате PDF
121 KB...
07 09 2026 6:14:55
Статья в формате PDF
114 KB...
06 09 2026 5:26:47
Статья в формате PDF
119 KB...
04 09 2026 1:59:19
Статья в формате PDF
115 KB...
03 09 2026 20:14:58
Статья в формате PDF
109 KB...
02 09 2026 9:42:22
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::