Презентация Основы теории процесса сушки зерна онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Основы теории процесса сушки зерна абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 77 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:77 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:774.37 kB
- Просмотров:103
- Скачиваний:2
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: ОСНОВЫ ТЕОРИИ процесса сушки зерна
Способы сушки и классификация зерносушилок 3курс
Статика и кинетика процесса сушки
Тепло- и влагообмен в процессе сушки
4. Общая схема расчета сушилок . Уравнение баланса материала
5. Общая схема расчета сушилок . Уравнение баланса влаги и расход агента сушки.
6. Общая схема расчета сушилок . определение расхода тепла
№2 слайд
Содержание слайда: 1. Способы сушки и классификация зерносушилок
Существует два принципа удаления влаги: без испарения и с испарением ее. Первый принцип-это фильтрация, прессование, центрифугирование, то есть механические способы или сорбционный способ (смешивание с влагопоглощающим веществом) применяется либо при очень большом переувлажнении, либо при нетерпимости семян к нагреву (фасоль, соя, вика, чечевица).
№3 слайд
Содержание слайда: Второй принцип-это тепловая сушка. В него входят такие способы, как конвективный, кондуктивный или контактный, радиационный, электрический, молекулярный, комбинированные.
Конвективный способ - это нагретый воздух, чаще в смеси с топочными газами, называемый агентом сушки, проходит сквозь материал и играет роль теплоносителя и влагопоглотителя.
№4 слайд
Содержание слайда: Кондуктивный, или контактный способ - это когда материал контактирует с нагретой металлической поверхностью. Радиационный способ - это сушка солнечными лучами или инфракрасными лучами искусственного происхождении.
Электрическая сушка - это применение ТВЧ. Материал является диэлектриком, его помещают между двумя пластинами (обкладками конденсатора), поле ТВЧ поляризует его молекулы, приводит их в колебательное движение, нагревает, и влага испаряется.
№5 слайд
Содержание слайда: Молекулярная сушка, или сублимация, проводится в глубоком вакууме. Испарение влаги приводит к потере тепла и к замораживанию. Оставшаяся влага выходит кристалликами на поверхность, начинают подогревать материал, и влага испаряется, минуя жидкую фазу.
Наиболее распространен конвективный способ, так как он дает наилучшую равномерность нагрева всех слоев материала, оборудование
№6 слайд
Содержание слайда: несложное, энергозатраты сравнительно небольшие из-за того, что КПД выше, чем у других способов. Рассмотрим зерносушилки, работающие по этому способу.
Конвективный способ имеет много конструктивных реализаций.
Сушка зерна в неподвижном слое характеризуется тем, что скорость зерна равна нулю, а скорость воздуха меньше скорости витания. Это сравнительно небольшие и простые установки, они мало распространены
№7 слайд
Содержание слайда: из-за неравномерности нагрева зерна, непригодности к поточному производству, так как являются установками периодического действия. Это сушилки стеллажные, лотковые, камерные, ленточные, платформенные, жалюзийные, вентилируемые бункеры.
Сушка зерна в подвижном слое. При этом способе скорость зерна больше нуля, скорость теплоносителя меньше скорости витания. Установки для сушки зерна в подвижном слое наиболее распространены. Это шахтные и барабанные сушилки, реже - вибрационные.
№8 слайд
Содержание слайда: Сушка зерна в «кипящем» слое производится в аэрофонтанных сушилках и в сушилках с псевдоожиженным состоянием зерна. Аэрофонтанная сушилка имеет рабочую камеру в форме усеченного конуса, расходящегося кверху. Теплоноситель и зерно подаются снизу. Скорость воздуха внизу выше, а наверху ниже скорости витания. Воздух поднимается по центру и захватывает зерно, которое опускается по образующим конуса. Зерно увлекается в вихревое движение и по мере под сыхания теряет вес и поднимается
№9 слайд
Содержание слайда: вихрем все выше, пока не уносится воздухом за пределы камеры. Недостаток таких сушилок - неравномерность сушки. Сушилки с псевдоожиженным слоем зерна имеют более равномерный процесс. Влажное зерно подается на решето, продуваемое теплоносителем. При скорости воздуха около 2 м/с давление слоев друг на друга почти исчезает, подъемная сила воздуха привадит зерно в состояние, напоминающее кипение, то есть в псевдоожиженное состояние. Высушенные зерна группируются в верхнем слое и выходят из сушилки. Сушка происходит быстро: за 11 минут влажность снижается с 25 до 18% .
№10 слайд
Содержание слайда: Сушка зерна во взвешенном состоянии происходит в пневмотрубах во время транспортирования. Скорость воздуха намного больше скорости витания, его температура 250 ... 260°, продолжительность сушки 5 ... 6 секунд, влажность снижается примерно на один процент, а зерно успевает прогреться до 35°.
№11 слайд
Содержание слайда: Температурные Режимы сушки
По агротехническим требованиям , на длительное хранение засыпается зерно с влажностью до 14%. Влажность свежеубранного зерна нередко составляет 20 ... 30% . Для естественной сушки зерно рассыпают слоем 10 ... 15 см и периодически перелопачивают или перебрасывают зернопультом. Естественную сушку применяют, если влажность зерновой смеси не превышает 20% . Более влажное зерно сушат в сушилках.
№12 слайд
Содержание слайда: В барабанных сушилках температура теплоносителя 180 ... 220° для продовольственного зерна и 100 ... 160° для семян. Нагрев продовольственной пшеницы не должен превышать 55°, а семенной - 48°. В шахтных сушилках температура теплоносителя 100 ... 140°, продовольственное зерно можно нагревать до 50°, семенное – да 45°, то есть несколько ниже, чем в барабанных, так как продолжительность пребывания зерна в нагретом состоянии здесь более высокая.
№13 слайд
Содержание слайда: 3а один пропуск разрешается уменьшить влажность не более, чем на 6 ... 8%. Но это ориентировочные условия, которые уточняются в зависимости от культуры и от продолжительности процесса сушки.
Из многих физических свойств зерна, влияющих на выбор параметров сушки (например, теплоемкость, теплопроводность,
№14 слайд
Содержание слайда: температуропроводность, влагоотдающая способность и т.д.), выделим его гигроскопичность, которая определяет очень важный показатель– равновесную влажность зерна. Равновесная влажность – это устойчивая предельная влажность, к которой стремится зерно при данной относительной влажности воздуха. Для зерен злаковых культур равновесная влажность при температуре воздуха 15° характеризуется таблицей 1.
№15 слайд
Содержание слайда: Если, к примеру, относительная влажность воздуха в период уборки колеблется от 80 до 85%, то с помощью вентилирования наружным воздухом невозможно снизить влажность зерна до 14% , так как для этого нужен воздух с влажностью около 70% . Если естественная сушка невозможна, то применяют сушилки.
№16 слайд
Содержание слайда: Таблица 1.-Взаимосвязь относительной влажности воздуха и равновесной влажности зерна
№17 слайд
Содержание слайда: 1. Статика и кинетика процесса сушки
Процесс сушки заключается в подводе тепла к высушиваемому материалу и испарении влаги из него в окружающую среду. В сушилках конвективного действия окружающей средой служит агент сушки — смесь топочных газов с воздухом или подогретый в калорифере воздух.
№18 слайд
Содержание слайда: Статика процесса сушки
Статика процесса сушки изучает взаимодействие влажных материалов с агентом сушки независимо от времени. Процесс перемещения влаги от высушиваемого материала к агенту сушки или от агента сушки материалу (влагообмен) зависит от физико-химических свойств обоих компонентов.
№19 слайд
Содержание слайда: Важным свойством в этом процессе является гигроскопичность материала, т. е. способность его отдавать и поглощать влагу. Влажный материал, находясь в сухом агенте сушки, постепенно отдает ему часть влаги в виде пара, и, наоборот, сухой материал может поглощать водяные пары из окружающего агента сушки.
№20 слайд
Содержание слайда: Процесс испарения влаги из материала (десорбция) может происходить в том случае, если парциальное давление водяного пара у поверхности материала больше, чем давление пара в окружающем агенте сушки.
В противном случае произойдет поглощение водяных паров материалом из агента сушки (сорбция). Если давление пара у поверхности материала и в агенте сушки одинаково, влагообмен между материалом и агентом сушки не происходит.
№21 слайд
Содержание слайда: Такое состояние называется равновесной влажностью материала. Если относительная влажность агента сушки возрастёт, возрастёт и парциальное давление пара в агенте сушки, следовательно равновесное состояние нарушится и влажность материала будет увеличиваться за счет сорбции влаги из агента сушки
№22 слайд
Содержание слайда: Поглощение материалом влаги из агента сушки может происходить лишь до гигроскопической влажности, под которой понимается влажность материала при полном насыщении агента сушки влагой (когда относительная влажность воздуха равна 100%).
Равновесное состояние нарушается также при снижении влажности агента сушки. Влажность материала при этом уменьшается за счет испарения влаги в окружающий агент сушки.
№23 слайд
Содержание слайда: Снижение влажности материала может происходить лишь до тех пор, пока не удалится свободная (гигроскопическая) влага. Влага, физико-химически связанная с материалом, остается в нем.
Процессы влагообмена между материалом и воздухом протекают медленно. Для ускорения процесса сушки необходимо увеличивать парциальное давление водяного пара у поверхности материала и уменьшать давление пара в окружающей среде. Достигается этот эффект нагревом материала и агента сушки.
№24 слайд
Содержание слайда: Кинетика процесса сушки зерна
Кинетика процесса сушки рассматривает взаимодействие влажного материала и агента сушки с учетом времени сушки. Характеризовать процесс сушки при этом целесообразнее в виде графиков.
По оси абсцисс (рис. 1) отложено время Т сушки, по оси ординат — влажность материала, отнесенная к массе сухого вещества W, и температура нагрева материала. Кривая 2 показывает характер изменения температуры материала во времени.
№25 слайд
Содержание слайда: 1 – изменение влажности зерна за время Т; 2 – изменение температуры зерна за время Т.
Рисунок 1.- Кривые процесса сушки
№26 слайд
Содержание слайда: 1 – изменение влажности зерна за время Т; 2 – изменение температуры зерна за время Т.
Рисунок 1.- Кривые процесса сушки
№27 слайд
Содержание слайда: Кривая 1 характеризует изменение влажности во времени W=f(Т), из графика можно получить кривую 3 изменения скорости сушки
в зависимости от влажности материала (рис. 2).
С повышением температуры материала влага с его поверхности начнет испаряться интенсивнее. Концентрация ее во внутренних слоях материала станет выше, чем на поверхности. Это вызовет перемещение влаги из внутренних слоев к поверхности материала.
№28 слайд
Содержание слайда: Кинетика сушки зерна
Рисунок 2.-Кривая скорости сушки зерна
№29 слайд
Содержание слайда: Процесс сушки зерна
Процесс сушки можно разделить на три периода.
В первый период OA происходит прогрев материала; влажность его в этот период изменяется мало. Скорость сушки (кривая 3) увеличивается от 0 до ее максимального значения.
Во второй период А В влага с поверхности материала испаряется аналогично испарению воды с открытой поверхности, т. е. все подводимое тепло расходуется на испарение влаги.
№30 слайд
Содержание слайда: Температура материала остается постоянной. . Влажность материала изменяется почти
по прямой линии . Поэтому скорость сушки
, определяемая в каждой точке как тангенс угла наклона касательной к кривой сушки 1, остается постоянной (горизонтальная прямая ).
В третий период ВС влажность материала медленно снижается. По мере расхода влаги из внутренних слоев материала скорость сушки падает.
№31 слайд
Содержание слайда: Третий период сушки зерна
Наступает несоответствие между количеством испаряющейся влаги с поверхности и поступающей из внутренних слоев материала.
Уменьшение интенсивности испарения влаги с поверхности вызывает повышение температуры материала. В конце периода сушки наступает равновесная влажность материала, сушка прекращается, скорость сушки становится равной нулю.
№32 слайд
Содержание слайда: Продолжительность выдержки зерна в нагретом состоянии
Как уже отмечалось выше, температуру нагрева зерна в процессе сушки следует ограничивать, чтобы не нарушать его биологические свойства. Допускаемая температура нагрева зависит от влажности зерна и от продолжительности выдержки зерна в нагретом состоянии. По С.Д. Птицыну, она рассчитывается по формуле
№33 слайд
Содержание слайда: где - допустимая температура нагрева зерна, град.;
W - относительная влажность зерна, %;
t - продолжительность нахождения зерна в нагретом состоянии до необходимой температуры , мин
Графически эта зависимость выглядит семейством убывающих кривых (рис.3).
№34 слайд
Содержание слайда: Рисунок 3. Номограмма для определения допустимой температуры нагрева в зависимости от влажности материала и продолжительности сушки.
№35 слайд
Содержание слайда: 3.Тепло- и влагообмен в процессе сушки
Сушка влажных материалов заключается в подводе влаги из внутренних слоев материала к его поверхности, испарении влаги с поверхности материала в окружающий агент сушки и отводе водяных паров от высушиваемого материала.
В сушилках конвективного типа нагретый газообразный агент сушки отдает высушиваемому материалу тепло,
№36 слайд
Содержание слайда: необходимое для испарения влаги, и затем поглощает испаряющуюся из материала влагу.
Между агентом сушки и материалом происходит процесс тепло-и влагообмена. Некоторые закономерности простейшей сушки-испарения влаги с поверхности материала можно рассмотреть аналогично испарению воды со свободной поверхности:
№37 слайд
Содержание слайда: где т — скорость испарения влаги в кг с 1 м2 поверхности;
Рп , РА.С — парциальные давления водяного пара соответственно у поверхности материала и в окружающем агенте сушки, Па;
b— барометрическое давление, Па;
№38 слайд
Содержание слайда: k B — коэффициент влагообмена между поверхностью материала и окружающим агентом сушки, зависящим от значения и направления скорости движения агента сушки относительно материала, кг/ .
№39 слайд
Содержание слайда: Анализируя уравнение (3.1), можно заметить, что скорость сушки растет с увеличением разности парциальных давлений паров воды на поверхности материала и в агенте сушки РП—РА.С . Увеличения РП—РА.С можно достичь за счет роста РП при повышении температуры нагрева влажного материала. Следовательно,
№40 слайд
Содержание слайда: скорость сушки увеличивается при повышении температуры высушиваемого материала до пределов, ограничиваемых его термоустойчивостью.
Увеличение разности РП —РА.С может быть достигнуто также уменьшением величины парциального давления РА.С. Для этого необходимо уменьшить относительную влажность агента сушки.
№41 слайд
Содержание слайда: С увеличением поверхности испарения при прочих равных условиях возрастает количество испаряемой влаги в единицу времени. Увеличения площади испарения зернового вороха , а следовательно, и скорости сушки их можно достичь при использовании разрыхленного или взвешенного слоя.
№42 слайд
Содержание слайда: При этом уменьшаются площади контактов отдельных зерен и соответственно увеличивается общая активная площадь тепло- и влагообмена.
Разрыхленное и взвешенное состояние зернового слоя используется в вибрационных, аэрофонтанных и пневмогазовых сушилках.
№43 слайд
Содержание слайда: С увеличением барометрического давления растет парциальное давление водяных паров, так как
- парциальное давление сухого воздуха, Па.
Следовательно, скорость испарения влаги из материала при этом уменьшается.
Для интенсификации процесса сушки целесообразно использовать вакуумные сушилки.
№44 слайд
Содержание слайда: 4.Общая схема расчета сушилок
В задачу расчета сушилок входит определение количества удаляемой влаги, расхода теплоносителя и расхода теплоты.
Сушилка состоит из топки, сушильной камеры и охладителя(рис.4.1).
№45 слайд
Содержание слайда: Рисунок 4.1.-Параметрическая схема сушилки
№46 слайд
Содержание слайда: Параметры наружного воздуха
Наружный воздух поступает в топку с параметрами: температурой
относительной влажностью , %; влагосодержанием , г/кг сух. в. и теплосодержанием (энтальпией) , кДж/кг.
Смешиваясь с топочными газами, воздух образует теплоноситель, или агент сушки, с параметрами
№47 слайд
Содержание слайда: Одновременно с агентом сушки в сушильную камеру поступает влажный материал со следующими параметрами:
G1— подача зерна или массовый расход, кг/ч;
—температура, °С;
— влажность, %.
№48 слайд
Содержание слайда: Параметры зерна и агента сушки при выходе из сушильной камеры
В сушильной камере часть тепла агента сушки передается материалу, а влага из материала переходит в агент сушки. В результате тепло-и влагообмена параметры материала при выходе из сушильной камеры станут
а, агента сушки
№49 слайд
Содержание слайда: В охладительную камеру поступает наружный воздух с параметрами .
В результате взаимодействия его с материалом при выходе из охладителя параметры воздуха изменяются на , а материала - на
№50 слайд
Содержание слайда: Процесс испарения влаги из зерна
В процессе сушки часть влаги из материала испаряется
где W — массовый расход влаги, испарившейся в сушильной камере , кг/ч.
№51 слайд
Содержание слайда: Уравнение баланса материала
Масса сухого вещества в процессе сушки и охлаждения остается постоянной
Уравнение (4.2 ) называют уравнением баланса материала.
№52 слайд
Содержание слайда: Из уравнения (4.2)можем определить массу материала при выходе из сушильной камеры ,(кг/ч)
№53 слайд
Содержание слайда: Количество испарившейся влаги
Подставив значение g2 в уравнение (4.1) , получим массовый расход влаги, (кг/ч)
№54 слайд
Содержание слайда: Убыль массы материала в процессе сушки определяется из выражения в %
№55 слайд
Содержание слайда: 5. Уравнение баланса влаги и расход агента сушки
Испарившаяся из материала влага в процессе сушки поглощается агентом сушки. Следовательно, общее количество влаги, поступившее в сушильную камеру и вышедшее из нее после сушки, остается постоянным.
№56 слайд
Содержание слайда: Уравнение баланса влаги
Уравнение баланса влаги записывается в следующих соотношениях
№57 слайд
Содержание слайда: количество влаги, поступившей в сушильную камеру и вышедшей из нее с материалом
где и
- соответственно количество влаги, поступившей в сушильную камеру и вышедшей из нее с материалом;
№58 слайд
Содержание слайда: количество влаги, соответственно поступившей в сушильную камеру и вышедшей из нее с агентом сушки, L
и - количество влаги,
соответственно поступившей в сушильную камеру и вышедшей из нее с агентом сушки,
где L расход сухого агента сушки, кг/ч.
№59 слайд
Содержание слайда: массовый расход испарившейся влаги W
После некоторых преобразований получим массовый расход испарившейся влаги W
№60 слайд
Содержание слайда: массовый расход сухого агента
cушки L
Из выражения (5.2)определяем
массовый расход сухого агента сушки L
№61 слайд
Содержание слайда: Расчет Удельного расхода сухого агента сушки
Удельный расход сухого агента сушки, отнесенный на 1 кг испарившейся влаги, составит:
где — удельный расход сухого агента сушки на 1 кг испаренной влаги, кг.
№62 слайд
Содержание слайда: 6.Определение расхода теплоты
Для расчета расхода теплоты сначала представим идеальную сушилку, в которой нет тепловых потерь. Расход тепла на сушку материала в такой сушилке равен расходу тепла на нагрев агента сушки
- теплосодержание (энтальпия) соответственно наружного воздуха и агента сушки при поступлении его в сушильную камеру.
№63 слайд
Содержание слайда: Удельный расход тепла q на 1 кг испарённой влаги равен
В действительной сушилке всегда будет дополнительный расход тепла на нагрев материала, на потери в окружающую среду, кроме того, в сушильной камере материал может нагреваться от дополнительного источника тепла.
№64 слайд
Содержание слайда: Поэтому уравнение баланса тепла действительной сушилки в общем виде запишется так
В левой части уравнения указано количество теплоты, поступавшего в сушильную камеру, в том числе: — с наружным воздухом;
Q — с агентом сушки;
№65 слайд
Содержание слайда: G2c2 —с материалом; c W —с испарившейся из зерна влагой;
QД— от дополнительного источника (так как в большинстве современных сушилок дополнительный источник тепла отсутствует, в дальнейшем он нами не будет учитываться, т. е. QД=0); с , с2— теплоёмкость соответственно воды и зерна , кДж/кг °С .
№66 слайд
Содержание слайда: В правой части уравнения указан расход тепла: L I2 — с отработавшим агентом сушки;
G2c2 — с высушенным зерном;
Q o.cp — на потери в окружающую среду через стенки сушильной камеры.
Из уравнения баланса тепла (6.3) определим расход тепла на нагрев агента сушки Q (на сушку материала):
№67 слайд
Содержание слайда: Расчет теплоты на сушку зерна
Удельный расход теплоты на сушку зерна
№68 слайд
Содержание слайда: После некоторых преобразований уравнение (6.5) можно записать в следующем виде
№69 слайд
Содержание слайда: Выражение
назовем удельным расходом тепла на нагрев материала, тогда
№70 слайд
Содержание слайда: Потери тепла
Потери тепла в окружающую среду определяются по известной формуле для теплопередачи
где F-площадь поверхности сушильной камеры, м2;
№71 слайд
Содержание слайда: - общий коэффициент теплопередачи от агента сушки в окружающую среду через стенки сушильной камеры
- средняя температура агента сушки, градусов;
t0 — температура окружающего воздуха, градусов
№72 слайд
Содержание слайда: Расход топлива на сушку зерна
где - удельный расход теплоты на сушку зерна, кДж/кг
-низкая теплотворная способность топлива , МДж/кг ;
- КПД топки.
№73 слайд
Содержание слайда: 7.Расход воздуха на охлаждение зерна
Для устранения порчи зерна, выходящего из сушильной камеры, его охлаждают. При активном вентилировании это предотвращает самосогревание свежеубранного и засыпанного на хранение зерна.
По аналогии с приведенными выражениями получим следующие формулы для определения:
массы зерна после охладительной камеры
№74 слайд
Содержание слайда: Массы влаги, испарившейся в охладительной камере,
удельного расхода воздуха на 1 кг испаренной влаги
Влагосодержание d3 находят по температуре зерна t3 после охлаждения. Ее допускают не выше 25 °С. Если tо>20°С, то t3 = +5°С.
№75 слайд
Содержание слайда: Пропускная способность сушилок
Пропускная способность сушилок рассчитывается из соотношения
где -номинальная пропускная способность, т/ч; указана в тех. характеристики сушилки;
-коэффициент , зависящий от вида
культуры; рожь гречиха-1,25; просо – 0,8;горох-0,3…0,5;кукуруза-0,6
№76 слайд
Содержание слайда: -коэффициент , учитывающий начальную и конечную влажность высушиваемого продовольственного зерна
до равновесной влажности 14% . Например: снизить с начальной влажности с 16% до 14%
=0,54; а с 20% до 14% =1
При сушке семенного зерна пропускную способность сушилки принимают
№77 слайд
Содержание слайда:
Скачать все slide презентации Основы теории процесса сушки зерна одним архивом:
