Экспериментальные исследования сушки зерновых материалов при различных способах подвода теплоты
Вантажиться...
Дата
2019
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Отмечается, что микроволновой нагрев при сушке способен привести к существенному
сокращению затрат энергии. Микроволновую сушку целесообразно применять в диапазоне
влагосодержаний, характерных для зерновых. Определено, что существенными сдерживающими
факторами применения методов микроволнового нагрева является недостаточная полнота
теоретических и экспериментальных исследований. Работа проведена с целью установления
рационального способа микроволнового нагрева. Исследования проводились на экспериментальной
установке, позволяющей реализовывать различные способы подвода теплоты при сушке зерновых.
Установка обеспечивает проведение исследований при микроволновой, микроволново-конвективной и
конвективной сушке. Эксперименты проводились с плотным слоем зерен овса при фиксированном
начальном влагосодержании. По результатам всех опытов получена зависимость безразмерного
влагосодержания от безразмерной скорости сушки. Сравнение сушки при микроволновом и при
микроволново-конвективном подводе показало, что увеличение скорости продуваемого воздуха и его
температуры способствует увеличению скорости сушки. Представлена обобщающая эмпирическая
зависимость, которая позволяет оценить влияние скорости воздушного потока и его температуру на
скорость сушки, которая осуществляется при использовании микроволнового нагрева. Проведено
сопоставление скорости сушки и удельных затрат энергии при различных способов подвода теплоты.
Получено, что оптимальным является одновременный МВ-конвективный способ подвода энергии, при
котором достигаются максимальная скорость сушки, минимальные удельные затраты энергии и
температура материала не превышает допустимую.
It is noted that microwave heating during drying can lead to a significant reduction in energy costs. Microwave drying is advisable to apply in the range of moisture content characteristic of cereals. It is determined that the insufficient completeness of theoretical and experimental studies is a significant limiting factor in the application of microwave heating methods. The work was carried out in order to establish a rational method of microwave heating. The studies were carried out on an experimental installation, which allows implementing various methods of supplying heat during drying of grain crops. The installation provides research during microwave, microwave-convective and convective drying. The experiments were carried out with a dense layer of oat grains with a fixed initial moisture content. According to the results of all experiments, the dependence of the dimensionless moisture content on the dimensionless drying rate was obtained. Comparison of drying with microwave and microwave convective heating showed that an increase in the speed of the air and its temperature contributes to an increase in the drying speed. A generalizing empirical dependence is presented, which allows one to evaluate the effect of the air flow rate and its temperature on the drying rate, which is carried out using microwave heating. A comparison is made of the drying rate and specific energy consumption for various methods of supplying heat. It was found that the simultaneous MW-convective method of supplying energy is optimal, in which the maximum drying speed, the minimum specific energy consumption and the temperature of the material do not exceed the permissible.
Відзначається, що мікрохвильовій нагрів при сушінні здатний привести до істотного скорочення витрат енергії. Мікрохвильову сушку доцільно застосовувати в діапазоні вологовмісту, характерному для зернових. Визначено, що істотними стримуючими факторами застосування методів мікрохвильового нагріву є недостатня повнота теоретичних і експериментальних досліджень. Робота проведена з метою встановлення раціонального способу мікрохвильового нагріву. Дослідження проводилися на експериментальній установці, що дозволяє реалізовувати різні способи підведення теплоти при сушінні зернових. Установка забезпечує проведення досліджень при мікрохвильовому, мікрохвильово-конвективному і конвективному сушінні. Експерименти проводилися з щільним шаром зерен вівса при фіксованому початковому вологовмісту. За результатами всіх дослідів отримана залежність безрозмірного вологовмісту від безрозмірної швидкості сушіння. Порівняння сушки при мікрохвильовому і при мікрохвильовому-конвективному підводі показало, що збільшення швидкості повітря, що продувається, і його температури сприяє збільшенню швидкості сушіння. Представлена узагальнююча емпірична залежність, яка дозволяє оцінити вплив швидкості повітряного потоку і його температури на швидкість сушіння, яка здійснюється при використанні мікрохвильового нагрівання. Проведено зіставлення швидкості сушіння і питомих витрат енергії при різних способів підведення теплоти. Отримано, що оптимальним є одночасний МХ-конвективний спосіб підведення енергії, при якому досягаються максимальна швидкість сушіння, мінімальні питомі витрати енергії і температура матеріалу не перевищує допустиму.
It is noted that microwave heating during drying can lead to a significant reduction in energy costs. Microwave drying is advisable to apply in the range of moisture content characteristic of cereals. It is determined that the insufficient completeness of theoretical and experimental studies is a significant limiting factor in the application of microwave heating methods. The work was carried out in order to establish a rational method of microwave heating. The studies were carried out on an experimental installation, which allows implementing various methods of supplying heat during drying of grain crops. The installation provides research during microwave, microwave-convective and convective drying. The experiments were carried out with a dense layer of oat grains with a fixed initial moisture content. According to the results of all experiments, the dependence of the dimensionless moisture content on the dimensionless drying rate was obtained. Comparison of drying with microwave and microwave convective heating showed that an increase in the speed of the air and its temperature contributes to an increase in the drying speed. A generalizing empirical dependence is presented, which allows one to evaluate the effect of the air flow rate and its temperature on the drying rate, which is carried out using microwave heating. A comparison is made of the drying rate and specific energy consumption for various methods of supplying heat. It was found that the simultaneous MW-convective method of supplying energy is optimal, in which the maximum drying speed, the minimum specific energy consumption and the temperature of the material do not exceed the permissible.
Відзначається, що мікрохвильовій нагрів при сушінні здатний привести до істотного скорочення витрат енергії. Мікрохвильову сушку доцільно застосовувати в діапазоні вологовмісту, характерному для зернових. Визначено, що істотними стримуючими факторами застосування методів мікрохвильового нагріву є недостатня повнота теоретичних і експериментальних досліджень. Робота проведена з метою встановлення раціонального способу мікрохвильового нагріву. Дослідження проводилися на експериментальній установці, що дозволяє реалізовувати різні способи підведення теплоти при сушінні зернових. Установка забезпечує проведення досліджень при мікрохвильовому, мікрохвильово-конвективному і конвективному сушінні. Експерименти проводилися з щільним шаром зерен вівса при фіксованому початковому вологовмісту. За результатами всіх дослідів отримана залежність безрозмірного вологовмісту від безрозмірної швидкості сушіння. Порівняння сушки при мікрохвильовому і при мікрохвильовому-конвективному підводі показало, що збільшення швидкості повітря, що продувається, і його температури сприяє збільшенню швидкості сушіння. Представлена узагальнююча емпірична залежність, яка дозволяє оцінити вплив швидкості повітряного потоку і його температури на швидкість сушіння, яка здійснюється при використанні мікрохвильового нагрівання. Проведено зіставлення швидкості сушіння і питомих витрат енергії при різних способів підведення теплоти. Отримано, що оптимальним є одночасний МХ-конвективний спосіб підведення енергії, при якому досягаються максимальна швидкість сушіння, мінімальні питомі витрати енергії і температура матеріалу не перевищує допустиму.
Опис
Экспериментальные исследования сушки зерновых материалов при различных способах подвода теплоты / И. Л. Бошкова, Н. В. Волгушева, И. И. Мукминов, О. С. Бондаренко // Енергоефективність в галузях економіки України : матеріали Міжнар. наук.-техн. конф., Вінниця, 12–14 листоп. 2019 р. / Вінниц. нац. техн. ун-т. – Вінниця, 2019. – [7 с.] : табл., рис. – Бібліогр.: 6 назв.
Ключові слова
микроволновой нагрев, конвективный, влагосодержание, скорость сушки, удельные затраты энергии, microwave heating, convective, moisture content, drying speed, specific energy consumption, мікрохвильовий нагрів, конвективний, вологомісткість, швидкість сушіння, питомі витрати енергії