Физико-механические свойства зерна, о которых нужно знать
Объемная масса.
Сушильное оборудование, как правило, используют вместе с другими установками и машинами для послеуборочной обработки зернового урожая, а также резервными и компенсирующими зерновыми емкостями. В зерносушильных комплексах, как правило, используют емкости для влажного (буферного сырого хранения) с конусным дном. Линейки недорогих силосов для хранения зерна будут опубликованы позднее. Зерносушилки – в приоритете…
Для расчета производительности сушильного оборудования, вместимости приемных, резервных и компенсирующих емкостей необходимо знать объемную массу подлежащего обработке зернового материала, т.е. отношение массы материала к занимаемому ею объему. В литературе можно встретить различные названия этого показателя: плотность зерновой массы, натура, насыпная масса и др. Объемную массу (В) обычно выражают в килограммах или тоннах материала в 1 м3 емкости. На величину объемной массы влияют форма, размеры и плотность отдельных зерен, а также состояние их поверхности. Если поверхность оболочки зерна шероховатая, то зерновая масса может иметь менее плотную укладку, чем при гладкой поверхности, а следовательно, и более низкую величину объемной массы. С изменением влажности зерна изменяется плотность укладки и зерновок, что оказывает влияние на объемную массу. Характер этого влияния у отдельных культур и даже сортов различен. Как правило, при снижении влажности зерна объемная масса повышается (у зерна пшеницы при снижении влажности с 30 до 15% объемная масса повышается на 12-15%). В таблице приведены данные по объемной массе предварительно очищенного зерна различных культур в диапазоне влажности материала 15-30%. Пределы колебания этого показателя обусловлены сортовыми особенностями и изменением влажности материала в указанном диапазоне. При расчете размеров емкостей для временного хранения зерна необходимо ориентироваться на данные по преобладающим культурам (наименьшую объемную массу имеют овес и подсолнечник, наибольшую – просо, клевер, горох).
Объемная масса В и угол естественного откоса а зерна различных культур
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Величина объемной массы зависит от способа засыпания зерна в емкость, обусловливающего различную плотность его укладки (различие может достигать 10-12%). Поэтому конструкция лабораторного прибора «пурки» для определения объемной массы зерна – сосуда вместимостью 1 л – обеспечивает эталонный способ равномерного засыпания материала в емкость.
Засоренность зернового вороха также оказывает существенное влияние на его объемную массу. При этом на величину объемной массы влияет не только количество примесей, но и их качественный состав. Крупные примеси могут способствовать разрыхлению зерновой массы, а мелкие – уплотнять ее (за счет заполнения межзернового пространства). Существенное значение имеют также влажность и плотность частиц примесей.
Сыпучесть.
Важнейшим свойством зерновой массы является ее сыпучесть, которая характеризуется углом естественного откоса а и углом трения о различные поверхности. С понижением влажности зерновой массы уменьшается угол ее естественного откоса, т.е. угол между основанием и образующей конуса при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Зависимость величины угла естественного откоса от влажности зерновой массы различных культур иллюстрируется данными таблицы …
С повышением засоренности материала и плотности его укладки возрастает угол естественного откоса. Например, сильно засоренный зерновой ворох высокой влажности, уплотненный от встряхивания в кузове автомашины, может иметь угол естественного откоса 70-80 град.
Многие операции послеуборочной обработки зернового вороха предусматривают перемещение материала по различным поверхностям: по трубам и лоткам, транспортерной ленте и т.п. В связи с этим важно знать величины углов трения зерновой массы по различным поверхностям и их зависимость от влажности материала. Диапазоны изменения углов трения зерна в интервале влажности 15-35% составляют по металлическим поверхностям 22-35 град, по транспортерной ленте – 25-40.
При монтаже транспортирующих устройств следует использовать данные по углам наклона самотечных труб и их сечениям.
Углы наклона и диаметр самотечных труб для зерна и отходов
|
|||||||||||||||||
| * С учетом засоренности зернового вороха после предварительной очистки. |
Сопротивление зернового слоя воздушному потоку.
При подборе вентиляторов для сушки и вентилирования зерна необходимо знать величину аэродинамического сопротивления зернового слоя S. Эта величина зависит от толщины зернового слоя б, скорости движения воздуха через зерновую массу V и аэродинамических свойств зерновой массы. Coпротивление зернового слоя можно определить по формуле
S = А • б • Vn,
где А и n коэффициенты, зависящие от вида зерна.
| Культура | Коэффициенты формулы (1.4) | Расчетные величины сопротивления зернового слоя толщиной 1 м при скорости движения воздуха V, м/с | |||||
| Пшеница | А | n | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| 1410 | 1,43 | 0,51
52,0 |
1,38
140,7 |
2,48
252,8 |
3,74
381,2 |
5,13
522,9 |
|
| Рожь | 1760 | 1,41 | 0,67
68,3 |
1,78
181,4 |
3,16
322,1 |
4,75
484,2 |
6,5
662,6 |
| Овес | 1640 | 1,42 | 0,61
62,2 |
1,63
166,2 |
2,91
296,6 |
4,39
447,5 |
6,02
613,7 |
| Ячмень | 1440 | 1,43 | 0,52
53,0 |
1,41
143,7 |
2,53
257,9 |
3,82
389,4 |
5,25
533,2 |
| Кукуруза | 670 | 1,55 | 0,19
19,4 |
0,54
55,0 |
1,02
104,0 |
1,59
162,1 |
2,24
228,3 |
| Просо | 2340 | 1,38 | 0,95
96,8 |
2,49
253,8 |
4,37
445,5 |
– | – |
На величину S влияют плотность укладки зерновой массы при ее засыпке, степень уплотнения зернового слоя в процессе сушки, засоренность материала, а также его влажность, параметры воздуха и др. Особенно большое влияние имеют способ засыпки материала и его засоренность. При неблагоприятном воздействии этих факторов аэродинамическое сопротивление зернового слоя может возрасти на 30- 50%. Для уменьшения этого воздействия целесообразно: при выборе средств загрузки вентилируемых емкостей и сушильных камер отдавать предпочтение тем, которые обеспечивают равномерную рыхлую укладку материала;
перед вентилированием и сушкой зерновой массы проводить предварительную очистку исходного материала с обязательным выделением мелких примесей;
применять «гасители» скорости зерна при его загрузке.