Від правильності розрахунку теплової потужності пальника зерносушарки залежить не лише якість сушіння зерна, але й енергоефективність процесу та довговічність обладнання. В цій статті ми розглянемо найпоширеніші помилки, які можуть виникати під час розрахунку теплової потужності пальника, та надамо корисні поради щодо їх уникнення.
Є поширена думка, що для точного розрахунку теплової потужності пальника зерносушарки необхідно:
Обчислити кількість теплової енергії необхідної для випаровування потрібного нам обсягу води, для цього множимо кількість води(кг) на теплоту пароутворення, (ккал (Дж)/кг);
Врахувати кількість тепла необхідну для нагрівання води, що знаходиться в зерні, сухої частини зерна до температури випаровування. Додаємо тепло, що викидається в атмосферу. Можна навіть врахувати вологість сушильного агента, що викидається, навіть потрібно, вона висока. Отримали, призвели до кВт. Чудово.
Але є одне невелике «але». Що ви отримали використовуючи методику розрахунку, що описує процес кипіння води в чайнику? Мабуть, те, що підходить чайнику. І якщо після цього йде глибокодумний висновок на кшталт – наші сушарки самі, що не є, купуйте, то це може означати тільки відсутність необхідної кваліфікації у автора. Ну чи аж занадто гаряче бажання не важливо яким шляхом дійти потрібного висновку. Іноді і те, й інше.
Не те, що б це було зовсім не про що. Як прикидний початковий розрахунок цілком годиться. Але ж реальність буде дещо інша. Якщо зазирнути у спеціалізовану літературу, ми побачимо досить просту на вигляд формулу визначення енергії зв’язку вологи із зерном, Дж/(моль·К):
Класифікація видів зв’язку вологи в колоїдних капілярно-пористих тілах за П.О. Ребіндером
Енергія зв’язку вологи із зерном для кожного випадку сильно відрізнятиметься, і витрати тепла на випаровування відповідно теж. Дуже просто – що довше сушимо, тим гірше сушитися, так як насамперед випаровується волога з найменш міцними зв’язками із зерном.
Як окремий випадок, приклад сушіння зерна зі зняттям до 2% вологи, коли повітря з навколишнього середовища з вологістю ~70% без ввімкнення пальника сушить зерно з вологістю ~16% і воно чудово сушиться, якщо не намагатися зняти більше. В наявності нульова витрата газу на тонно-відсоток. Також цікавий параметр, вартий окремого розгляду.
Тому всі розрахунки, виконані за наведеною вище методикою, якими вас намагаються в чомусь переконати з точністю до відсотка – омана. Орієнтовний розрахунок, якась опорна точка нижче якої потужність пальника опуститися не може (хоча буває і таке, у «просунутих»). Але якщо зважити на підвищення витрат енергії на випаровування при більш міцних видах зв’язках молекул води із зерном, помножити на коефіцієнт запасу по тепловій потужності, тоді розрахунок набуде закінченої форми з достатньою точністю. До речі, шляхів розрахунку теплової потужності пальника може бути кілька, але в категорії «поширені помилки» – думаю лише один.
Коефіцієнт запасу, буквально пару слів. Чим вище цей коефіцієнт, тим коротше полум’я, стабільніша робота всього газового ланцюга починаючи від вхідного фланця ГРУ (газорегуляторної установки) до самого пальника. Підвищується термін служби регуляторів тиску, редукуючі пари яких (клапан, сідло клапана) працюють при нижчих швидкостях. Запас вхідного тиску на вході ГРУ, при якому зберігається необхідна продуктивність, також збільшується. Тобто. при перебоях у газопостачанні, що спричинюють зниження вхідного тиску, це дозволить зберегти працездатність при набагато більших коливаннях. Якщо потужність пальника обрана впритул, то навіть незначний збій у газопостачанні призведе або до зупинки або зниження потужності зерносушарки. Це за умови, що всі складові газового кола видають заявлені характеристики, що буває далеко не завжди. Тому намагатися максимально знизити теплову потужність пальника, як наслідок знизити ціну, згодом може виявитися собі дорожчим. І, швидше за все, дуже скоро. Особливо якщо передбачається робота зерносушарки при мінусових температурах, коли витрата газу зростає, при тому не тільки у вас.
Теплову потужність можна подивитися в характеристиках наших сушарок, де вона обрана оптимальною з урахуванням всього вищевикладеного. І нехай придбана вами сушарка виправдовує ваші очікування після закінчення терміну контрактних зобов’язань.
“Процес тепловологообміну між вологим зерном і агентом сушіння настільки складний, що оцінити його кількісно дуже важко. Дійсно, товщину примежового шару біля поверхні вологого зерна та закономірності зміни в цьому шарі градієнтів швидкості, температури агента сушіння і парціального тиску пари при неперервній їх зміні визначити важко.” – Доктор технічних наук, професор, академік Міжнародної академії холоду, лауреат Державної премії України в галузі науки та техніки, зав. кафедрою технології зберігання зерна Одеської НАПТ Станкевич Г.М. – або не намагайтеся за підручником фізики проектувати зерносушарку)))
