ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНОВЫХ СУШИЛОК > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНОВЫХ СУШИЛОК

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНОВЫХ СУШИЛОК

Андрианов Н. М. Представлены результаты исследования зерновых сушилок в условиях нормального функционирования, а также оценки их динамических хаpaктеристик в виде передаточных функций. Приведены оценки неравномерности поля температуры и влагосодержания зерна, на основании чего делается вывод о необходимости стабилизации количества тепловой энергии подаваемой в сушильную камеру. Статья в формате PDF 126 KB Неравномерность сушки и отсутствие надежной системы контроля являются главными причинами неэффективной эксплуатации современных зерновых сушилок. Поэтому, получение достоверных сведений об особенностях функционирования сушилок, их статических и динамических хаpaктеристиках являются важным этапом создания высокоэффективных технических средств зерносушения.

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

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

-

-

-

-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

  1. 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.
  2. Патент РФ № 2135917. Способ автоматического регулирования процесса сушки зерна и устройство для его осуществления // Андрианов Н. М. и др. - Бюл. изобретений. 1999. № 24.


ХАШАЕВ ЗАУР ХАДЖИ-МУРАДОВИЧ

ХАШАЕВ ЗАУР ХАДЖИ-МУРАДОВИЧ Статья в формате PDF 113 KB...

22 06 2026 6:18:45

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА, ОБОГАЩЕННОГО СЕМЕНАМИ НУТА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА, ОБОГАЩЕННОГО СЕМЕНАМИ НУТА Статья посвящена экспериментальному исследованию по разработке технологии приготовления хлеба повышенной биологической ценности на основе биоактивированных семян нута. В ходе исследований были определены рациональные режимы проращивания семян нута, исследованы их химический состав и ферментативная активность; разработана технология хлебобулочных изделий на основе измельченных биоактивированных семян нута; составлен аппаратурно-технологический участок приготовления теста. ...

15 06 2026 18:46:38

Клонирование М-сегмента вируса ГЛПС в вектор рGEM-T EASY

Клонирование М-сегмента вируса ГЛПС в вектор рGEM-T EASY Статья в формате PDF 105 KB...

13 06 2026 21:56:37

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ГЕМОЛИТИЧЕСКИХ АНЕМИЙ (Мембранопатий)

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ГЕМОЛИТИЧЕСКИХ АНЕМИЙ (Мембранопатий) Проведен анализ опубликованных данных по вопросу генетических факторов развития гемолитических анемий (мембранопатий, энзимопатий). Список возможных мутаций при определенной форме анемии обобщен в виде таблиц. Дано понятие о сущности, строении и функции основной клетки красной крови – эритроците. Приведена классификация различных групп анемий, причины их возникновения, возможные симптомы проявления заболевания, прогноз для жизни. Затронуты аспекты донорства при ферментодефицитных состояниях доноров и реципиентов. ...

12 06 2026 14:31:18

О САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ БЮДЖЕТОВ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ

О САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ БЮДЖЕТОВ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ Рассматриваются вопросы, связанные с организацией децентрализованной системы финансово-бюджетных взаимоотношений в условиях «де-факто» унитарной модели государственного устройства. Более подробно изучается проблема реализации принципа самостоятельности территориальных бюджетов. Идея субсидиарности в основе функционирования бюджетной системы федеративного типа предполагает вертикальное и горизонтальное выравнивание финансово-бюджетных полномочий. При реализации бюджетной политики федеративного типа соответствующую систему финансово-бюджетных отношений следует рассматривать не как совокупность финансовых механизмов и нормативов, определяющих пропорции и параметры бюджетно-налоговых систем разных уровней, а как средство решения взаимосвязанных задач социальной, экономической и региональной политики с учетом промышленной специализации региональной экономики. Многоуровневое финансово-бюджетное регулирование, осуществляемое в федеративном государстве, объективно порождает различные противоречия, в их числе и несбалансированность федеративной бюджетной системы, которые разрешаются путем создания оптимальных форм и методов управления, регулирования и планирования. ...

08 06 2026 19:49:22

СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ Статья в формате PDF 331 KB...

06 06 2026 20:41:25

МЕХАНИЗМЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АСПИРИНУ ПРИ АСТМЕ

МЕХАНИЗМЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АСПИРИНУ ПРИ АСТМЕ Статья в формате PDF 121 KB...

01 06 2026 5:53:17

РОССИЯ И ЕВРОПА: ОСНОВЫ ЭКОЭТИКИ

РОССИЯ И ЕВРОПА: ОСНОВЫ ЭКОЭТИКИ Статья в формате PDF 143 KB...

30 05 2026 16:43:16

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 ::