На распределение полей температуры и влагосодержания зерна в сушильной камере значительно влияет складывающаяся в ней аэродинамическая обстановка.
Стационарное течение газа в сушильном пространстве зерносушилки исследовали методами теории потенциальных течений, согласно которой потенциал скорости частиц газа φ (х, у) и функция линий тока φ (х, у) - гармонические функции, подчиняющиеся двумерному уравнению Лапласа:
где х - изменение координаты пространства вдоль линии тока; у - изменение координаты вдоль газораспределительного короба.
Для решения уравнений необходимы граничные условия. Однако не для всех границ исследуемой области течения такие условия известны. Проблематично определение условий на границах раздела сред, т. е. на границах входа газа в слой зерна и выхода из него.
Неизвестные условия на границах определены с использованием метода электрогидродинамических аналогий, возможность применения которого обоснована тем, что течение электрического тока в проводящей среде также подчиняется уравнению Лапласа.
В результате моделирования установлено, что значение потенциалов вдоль короба изменяется нелинейно. Нелинейно изменяется также разность потенциалов между границами входа газа в слой зерна и выхода из него. Поскольку разность потенциалов является движущей силой потока частиц, то очевидно, что нелинейность функции разности потенциалов и есть причина неравномерности поля скорости газа вдоль коробов сушильной камеры.
Полученные значения потенциалов на границах вдоль коробов использовали для расчета изолиний равных потенциалов (φ=const), функций тока (ψ=const) и поля скорости газа (ν =const) в сушильном пространстве зерносушилки. Расчеты вели на ЭВМ численным методом.
Характер расположения изолиний равных скоростей (ν =const) позволяет отметить, что в пристенных областях сушильной камеры со стороны подводящего и отводящего диффузоров имеются зоны повышенных скоростей газа. Близкое расположение изолиний между собой возле стенок сушильной камеры свидетельствует о быстром убывании скорости газа по мере удаления от них. В центральной части сушильной камеры скорости газа достигают минимальных значений, а поле скорости становится более равномерным.
Характер изменения скорости газа вдоль коробов сушильной камеры подтвержден экспериментально. Для измерения скорости использовали термоанемометр АТТ-1004. Полученные данные позволили оценить кратность относительного изменения скорости газа вдоль коробов. Установлено, что она может изменяться от 1,3 до 1,8.
Таким образом, неравномерность поля скорости, а, следовательно, и расхода газа вдоль коробов приводит к тому, что интенсивность протекания процесса сушки в различных частях сушильного пространства шахтных зерновых сушилок неодинакова. Это - одна из причин неравномерности полей температуры и влагосодержания зерна, наблюдающейся в процессе работы сушилок. Обнаруженную закономерность необходимо учитывать в практике эксплуатации зерновых сушилок, а также при проектировании, как сушильных агрегатов, так и систем автоматического контроля и управления процессом сушки.
Библиографическая ссылка
Андрианов Н.М., Добряков Д.С. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИКИ В ШАХТНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКЕ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 3. – С. 90-91;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4911 (дата обращения: 18.04.2024).