Исследование движения зерна в кольцевой камере бункерной зерносушилки в лабораторных условиях

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.