Энергосберегающая технология сушки зерна

3. При частоте вращения высевающего диска п=0,7 с-1 при высеве семян кукурузы коэффициент вариации подачи семян у модернизированного аппарата У=12,04%, в 1,45 раза меньше чем у серийного У=17,51%.

При частоте вращения высевающего диска п=0,7 с-1 и высеве семян подсолнечника коэффициент вариации подачи семян у модернизированного аппарата У=13,56%, в 1,57 раза меньше чем у серийного У=21,28%.

Таким образом, можно констатировать, что точность работы модернизированного аппарата примерно в 1,5 раза выше чем у серийного.

4. При частоте вращения высевающего диска п=1,0 с-1 модернизированный аппарат в отличие от серийного обеспечивает подачу семян, близкую к оптимальной (М=1,0).

Заключение

Серийный высевающий аппарат обеспечивает хорошее качество посева семян пропашных культур только при скоростях посева, не превышающих 2,5 м/с, и при высоком разрежении в вакуумной камере (для кукурузы Н=5,5 кПа).

Предложенная модернизация высевающего аппарата позволяет облегчить условия захвата семян дозирующими элементами, повышает качество работы сбрасывателя лишних семян и устраняет вредное явление заклинивания семян в семенной камере. За счет этого при одних и тех же условиях работы, приближенных к эксплуатационным (п=0,7 с-1), точность дозирования семян модернизированным аппаратом практически в 1,5 раза выше, чем серийным. При работе на повышенных скоростях посева (п=1,0 с-1) модернизированный аппарат в отличие от серийного обеспечивает подачу семян близкую к оптимальной (М=1,0).

Сведения об авторах

Таранов Михаил Алексеевич - член-корреспондент РАСХН, д-р техн. наук, профессор кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрических машин», ректор Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-2-90; 8(86359) 43-9-26.

Хижняк Владимир Иванович - канд. техн. наук, доцент кафедры «Механизация растениеводства» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-7-77.

Несмиян Андрей Юрьевич - канд. техн. наук, доцент кафедры «Механизация растениеводства» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зер-ноград).

Information about the authors

Taranov Michail Alexeevich - corresponding member of the Russian Academy of Agricultural Sciences, Doctor of Technical Sciences, professor of the department of operation of power installations and electrical machines, rector of Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-2-90; 8(86359) 43-9-26.

Hizhnyak Vladimir Ivanovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the department of mechanization of plant cultivation, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-2-90.

Nesmiyan Andrey Yurievich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the department of mechanization of plant cultivation, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-7-77.

УДК 631.22.628.8

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ ЗЕРНА © 2010 г. Н.В. Ксенз, К.Х. Попандопуло, Б.Н. Сорокин, И.Г. Сидорцов

Рассмотрены свойства озоновоздушных смесей и вопросы их применения для сушки и предпосевной обработки зерна. Представлены материалы по обработке зерна озоновоздушной смесью с целью его сушки и стимуляции семян. Показано, что применение озоновоздушных смесей позволяет повысить производительность, снизить энергозатраты при сушке и увеличить урожайность. Интенсификация процесса сушки объясняется изменением физико-химических свойств воды.

Ключевые слова: озон, озоновоздушная смесь, сушка зерна, стимуляция семян.

The article treats the properties of ozone-air mixtures and issues of their application for drying and seedbed preparation of grain. The authors present materials on grain processing with an ozone-air mixture for the purpose of its drying and seeds stimulation. They present the application of ozone-air mixtures increases the productivity and crop yield and decreases power inputs in the process of drying. The intensification of drying process is explained by physicochemical properties of water.

Key words: ozone, ozone-air mixture, grain drying, seeds stimulation.

Сушка является одним из важнейших этапов подготовки зерна к хранению в сельскохозяйственном производстве. В настоящее время широкое применение для сушки зерна различных культур нашёл конвективный способ сушки. Наряду с достоинством этот способ имеет и существенные недостатки, одним из которых является большая энергоёмкость. В связи с этим ведется интенсивный научный поиск по разработке методов снижения энергоёмкости конвективного способа сушки. Одним из таких методов является использование в качестве агента сушки озоновоздушной смеси [1-5].

Основой интенсификации процесса сушки является изменение физикохимических и теплофизических свойств воды при взаимодействии с озоном: вязкости; плотности; рН; поверхностного натяжения; теплоёмкости; температуропроводности и т.д. Изменение этих свойств воды, в конечном счете, приводит к повышению производительности машин и агрегатов, снижению энергоёмкости процесса.

Проведённые лабораторные исследования показали, что применение озоновоздушной смеси приводит к снижению энер-

гоёмкости процесса на 30-50%. Однако предлагаемое озонаторное оборудование громоздкое и дорогостоящее, что сказывается на экономичности работы сушильных установок в производственных условиях.

В АЧГАА разработан проточный электроозонатор на основе коронного разряда, монтируемый в воздуховоде, по которому агент сушки подается в зерновую массу (рис. 1). Мощность электроозонатора составляет 0,1.. .0,15 кВт, масса - 15 кг.

Агент сушки, проходя через разрядный промежуток электроозонатора, насыщается озоном и ионами, которые взаимодействуют с зерновой массой. Технология сушки зерна озоновоздушной смесью, получаемой в проточном электроозонаторе, была испытана в производственных условиях на бункерах активного вентилирования БВ-40 и бункерной сушилке СБВС-5.

В бункерах активного вентилирования сушка ячменя с первоначальной влажностью 24% проводилась при влажности атмосферного воздуха 80.92% и температуре 12.15 °С.

Показатели процесса сушки до кондиционной влажности зерна приведены в таблице 1.

Рис. 1. Проточный электроозонатор в воздуховоде сушилки

Из данных таблицы 1 видно, что про- расход энергии на тонну вместимости сни-

изводительность бункера по сухому мате- зился в 2,27 раза.

риалу увеличилась в 1,7 раза, а удельный

Таблица 1

Показатели сушки зерна в бункерах активного вентилирования БВ-40

№ п/п Наименование показателя Значения показателя Эффективность

БВ-40 с озонатором БВ-40

1 Производительность установки по сырому материалу, т/ч 0,44 0,26 в 1,69 раза увеличилась

2 Производительность установки по сухому материалу, т/ч 0,39 0,23 в 1,70 раза увеличилась

3 Удельный расход электроэнергии на тонну вместимости, кВтч/т 99 225 в 2,27 раза уменьшился

4 Длительность вентилирования, ч 90 150 в 1,67 раза уменьшилась

5 Исходная влажность материала, % 24 24 -

6 Температура агента сушки, °С 21,4 21,5 -

Испытания озонаторной установки при сушке ячменя в сушилке СБВС-5 проводились в СПК «Агрофирма Зерноградская» Ростовской области. В процессе испытаний определялись следующие показатели: исходная влажность зерна, температура и относительная влажность агента

сушки, температура зерна, показатели качества зерна. Пробы на влажность высушиваемого зерна определялись через каждый час работы в трехкратной повторности. Кинетические зависимости изменения влажности зерна представлены на рисунке 2, а показатели сушки - в таблице 2.

Зерно, высушенное озоновоздушной смесью, высевалось в полевых условиях на делянках площадью 50 м2 в двукратной повторности каждая. Оценка влияния озона на качество зерна определялась по наличию и количеству растений, пораженных болезнями, а также по величине урожая в сравнении с растениями, семена которых

были обработаны ядохимикатами. Данные по урожайности приведены в таблице 3.

Анализ этих результатов показывает, что производительность сушилки по сухому материалу увеличилась в 1,9 раза, а удельный расход энергии на 1 кг испаренной влаги снизился в 1,51 раза.

Таблица 2

Показатели сушки зерна в сушилке СЕВС-5

Наименование показателя Значения показателя Эффектив- ность

Сушка подогретым воздухом Сушка подогретой озоновоздушной смесью

1. Производительность установки по сырому материалу, т/ч 5,4 9,98 В 1,85 раза увеличилась

2. Производительность установки по сухому материалу, т/ч 4,9 9,32 В 1,90 раза увеличилась

3. Удельный расход электроэнергии на 1 кг испарённой влаги, кВтч/кг 0,231 0,153 В 1,51 раза уменьшился

4. Длительность вентилирования (до 14% влажности), ч 10,1 5,4 В 1,87 раза уменьшилась

5. Исходная влажность материала, % 26,2 26,2 -

6. Температура агента сушки, °С 48 48 -

Время вентилирования, ч

А Сушка озоновоздушной смесью  Сушка подогретым воздухом

Рис. 2. Кинематические зависимости изменения влажности ячменя

Таблица 3

Урожайность ячменя Скороход

Вид обработки Концентрация озона, мг/м3 Урожайность по делянкам, ц/га Средняя урожайность по видам обработки, ц/га

Ядохимикаты - 49 49,5

50

Озон 6 57 56

55

Озон 10 61 60

59

Из таблицы видно, что урожайность сушке зерна позволяет не только повысить

при концентрации озона 6 мг/м3 выше на производительность и снизить удельный

о

13,1%, а при 10 мг/м3 - на 21,2%, чем при расход энергии, но и оказывает значитель-

обработке ядохимикатами. Таким образом, ное влияние на урожайность.

применение озоновоздушной смеси при

Литература

1. Троцкая, Т.П. Сушка зерна с помощью озоновоздушной смеси [Текст] / Т.П. Троцкая // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1985. - № 1. -С. 36-39.

2. Глушенко, Л.Ф. Использование электроактивированного воздуха для сушки биологических объектов [Текст] / Л.Ф. Глушенко, Н.А. Глушенко // Электронная обработка материалов. - 1987. - № 2. - С. 73-75.

3. Креймерис, И.Б. Консервирование и сушка влажного зерна с применением озона [Текст] / И.Б. Креймерис, К. Дрюкас, В. Трюненс // НИИМЭСХ. - 1987. - XIX. - С. 44-51.

4. Пат. 2196417, RU, А0№25/00. Способ сушки зерна и семян [Текст] / А.В. Голуб-кович, А.Г. Чижиков. - № 2001110265/13, заявл. 16.04.2001, опубл. 20.01.2003. -

ГірБ. ги.

5. Пат. 2315460(13), (19)К.и(11), (51) МПК А01С1/00. Способ и комплекс для обработки зерна, семян и помещений озоном [Текст] / Ю.М. Лужков, Ю.М. Соломонов, Н.В. Ка-рягин и др. - № 2006128437/13, заявл. 07.08.2006, опубл. 27.01.2008. - ГірБ. ги.

Сведения об авторах

Ксенз Николай Васильевич - д-р техн. наук, профессор кафедры «Физика» АзовоЧерноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).

Тел. 8(86359) 43-7-94.

Попандопуло Константин Христофорович - канд. техн. наук, профессор кафедры «Теоретическая и прикладная механика» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-0-66.

Сорокин Борис Николаевич - Глава Администрации Целинского р-на Ростовской области. Тел. 8(86324) 40-4-45.

Сидорцов Иван Г еоргиевич - канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры «Физика» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град).

Information about the authors Ksenz Nickolay Vasilievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the department of physics, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd).

Phone: 8(86359) 43-7-94.

Popandopulo Konstantin Khristoforovich - Candidate of Technical Sciences, professor of the department of theoretical and applied mechanics, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-0-66.

Sorokin Boris Nickolaevich - Head of the administration of the Tselina district of the Rostov region. Phone: 8(86324) 40-4-45.

Sidortsov Ivan Georgievich - Candidate of Technical Sciences, senior lecturer of the department of physics, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd).

Phone: 8(86359) 43-7-94.

УДК 621.311.245

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА НА РАБОТУ КРЫЛЬЧАТЫХ ВЕТРОУСТАНОВОК © 2010 г. С.М. Воронин, Л.В. Бабина

Теоретически исследованы потери мощности и вырабатываемой энергии при изменении направления ветра.

Получена зависимость времени установки на ветер от угла изменения направления ветра и его скорости. На основании полученной зависимости получен расчётный график мощности в период установки на новое направление ветра.

Ключевые слова, ветроустановка, направление ветра, потеря мощности, время установки на ветер, вырабатываемая энергия.

The article presents theoretical research of power loss and generated energy under the condition of wind direction changes.

The authors present the dependence of time installation on the angle of wind direction changes and its speed. On the basis the obtained dependence the calculated diagram of power during the installation on the new wind direction was received.

Key words: wind device, wind direction, power loss, time installation on the wind, generated power.

Крыльчатые ветроустановки с горизонтальной осью вращения обеспечивают стабильную мощность, снимаемую с вет-роколеса, при скорости ветра не меньше номинальной [1]. Однако практика использования автономных электростанций показывает, что реально вырабатываемая электроэнергия оказывается меньше расчетной, причем потери электроэнергии могут достигать 30%. Причиной этого является уменьшение мощности, а соответственно и

энергии, передаваемой ветроколесом при изменении направления ветра даже при достаточной его скорости. То есть ветроколе-со не может мгновенно переориентироваться на новое (изменившееся) направление ветра, и за период переориентации мощность, снимаемая с ветроколеса, уменьшается. Значительные потери энергии при переориентации требуют формализации этого процесса с целью последующего учета при проектировании ветроэлек-