Теоретичне обґрунтування та ідентифікація процесів тепломасообміну у вібраційній сушарці з ІЧ-енергопідведенням
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139314Ключові слова:
тепломасообмін, інфрачервоне енергопідведення, вібраційна сушарка, олієвмісне зерно, параметрична ідентифікаціяАнотація
Теоретично обґрунтовано процеси радіаційно-конвективного тепломасообміну між усіма визначальними об’єктами всередині вібраційної сушарки з ІЧ-енергопідведенням. На основі теплового і матеріального балансів визначено рівняння, які описують основні динамічні характеристики режиму сушіння олієвмісного зернового матеріалу в безперервно діючій ІЧ-сущарці. У зв’язку з тим, що точного аналітичного розв’язку представленої математичної моделі у вигляді системи диференціальних рівнянь у частинних похідних не існує. Запропоноване наближене рішення дозволяє ідентифікувати залежності розподілу температури і вологовмісту зернового та олієвмісного матеріалу за довжиною сушарки для будь-якого моменту часу.
Чисельний розв’язок наведеної математичної моделі можливий лише при наявності визначених взаємопов’язаних кінетичних коефіцієнтів. Кінетичні коефіцієнти експериментально прямими вимірами знайти не можливо, тому у статті запропоновано метод подолання цих труднощів. На основі представленого наближеного аналітичного розв’язку синтезованої математичної моделі, з використанням методу обернених задач визначаються комплекси коефіцієнтів за результатами експериментальної ідентифікації процесу зневоднення. В подальшому експериментально ідентифіковані параметричні комплекси моделі можливо використовувати при аналізі процесу сушіння на наближених розв’язках або для подальшого точного чисельного розв’язку.
На основі експериментальних досліджень зневоднення зерноматеріалу встановлено, що при збільшенні потужності ІЧ-джерела від 400 до 500Вт час сушіння з початкової вологості матеріалу 11 % до 8,75 % зменшується з 9 до 7 хвилин. Визначено, що критерій Ребіндера, який характеризує вологотеплові характеристики матеріалу, зменшується при зменшенні його вологості з величини 0,04 при 11 % до 0,01 при 9 %. Це є цікавим з практичної точки зору і дає можливість використовувати отримані результати і математичну модель при енергетичному удосконаленні реалізації процесів термічного сушіння в типових об’єктах підготовки до переробки олієвмісних зерноматеріалівПосилання
- Kurdyumov, V. I., Pavlushin, A. A., Karpenko, G. V., Sutyagin, S. A. (2013). Teplovaya obrabotka zerna v ustanovkah kontaktnogo tipa. Ul'yanovsk, 290.
- Kalinichenko, R. A., Voitiuk, V. D. (2017). Enerhoefektyvni rezhymy roboty mashyn dlia vysokointensyvnoi termoobrobky zernovykh materialiv. Nizhyn, 261.
- Kiptelaya, L., Zahorulko, A., Zagorulko, A., Liashenko, B. (2017). Improvement of IR emitter to create non-reflector dryer for plant raw materials. Technology Audit and Production Reserves, 2 (3 (34)), 17–22. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.98068
- Das, I., Das, S. K., Bal, S. (2009). Drying kinetics of high moisture paddy undergoing vibration-assisted infrared (IR) drying. Journal of Food Engineering, 95 (1), 166–171. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.04.028
- Burdo, O. G. (2010). Evolyuciya sushil'nih ustanovok. Odessa: Poligraf, 368.
- Rudobashta, S. P. Kartashov, E. M. (2009). Diffuziya v himiko-tekhnologicheskih processah. Moscow, 478.
- Coradi, P. C., Fernandes, C. H. P., Helmich, J. C. (2016). Adjustment of mathematical models and quality of soybean grains in the drying with high temperatures. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 20 (4), 385–392. doi: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v20n4p385-392
- Kats, V. Y., Mazor, G. (2010). Drying of granules in vibrating suspended bed: Engineering simulation. Russian Journal of Applied Chemistry, 83 (9), 1707–1716. doi: https://doi.org/10.1134/s1070427210090399
- Nikitenko, N. I., Snezhkin, Y. F., Sorokovaya, N. N. (2008). Development of a theory and methods for calculating the heat and mass transfer in drying a porous body with multicomponent vapor and liquid phases. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 81 (6), 1153–1167. doi: https://doi.org/10.1007/s10891-009-0132-x
- Dubrovin, V., Kalinichenko, R., Kifyak, V. (2015). Modelirovanie dinamiki teplovih processov pri mikronizacii i sushenii zernoproduktov v termoradiacionnih ustanovkah IK-izlucheniem. Motrol: International journal on operation of farm and agri-food industry machinery, 17 (3), 150–157.
- Kotov, B. I., Kifiak, V. V., Kalinichenko, R. A. (2014). Matematychna model dynamichnykh rezhymiv elektrotermichnoi ustanovky dlia obrobky zernomaterialiv impulsnymy potokamy infrachervonoho vyprominiuvannia. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka, 152, 181–191.
- Istadi, I., Sitompul, J. P. (2002). A comprehensive mathematical and numerical modeling of deep-bed grain drying. Drying Technology, 20 (6), 1123–1142. doi: https://doi.org/10.1081/drt-120004043
- Korobka, S., Babych, M., Krygul, R., Tolstushko, N., Tolstushko, M. (2017). Research into technological process of convective fruit drying in a solar dryer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (8 (87)), 55–63. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103846
- Akulich, P. V. (2010). Raschety sushil'nyh i teploobmennyh ustanovok. Minsk, 443.
- Nikitenko, N. I., Snezhkin, Yu. F., Sorokovaya, N. N. et. al. (2011). Metod opredeleniya koefficienta diffuzii v poristyh sredah na osnove resheniya obratnoy zadachi massoperenosa. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademiyi kharchovykh tekhnolohiy, 39 (2), 17–22.
- Kotov, B. I., Kyfiak, V. V. (2014). Identyfikatsiya dynamichnykh rezhymiv nahrivu i sushinnia zernoproduktiv ICh-vyprominiuvanniam. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Seriya: Tekhnika ta enerhetyka APK, 194 (2), 165–170.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Valentyna Bandura, Roman Kalinichenko, Boris Kotov, Anatoly Spirin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
