Определение возможности проведения активного вентилирования

Возможность и целесообразность вентилирования при фактическом состоянии зерновой массы и параметров атмосферного воздуха обычно определяют с помощью номограмм ВНИИЗ. В зависимости от температуры воздуха применяют номограммы для температур выше 0ᵒ С (рис. 3.31) или ниже 0ᵒ С (рис. 3.32). Входными данными при работе с номограммой служат температура воздуха по сухому и смоченному термометру, температура зерна и его влажность. Определив параметры воздуха с помощью психрометра, на номограмму накладывают линейку так, чтобы она соединяла показания сухого и смоченного термометров на соответствующих шкалах и пересекала шкалу абсолютной влажности воздуха. Затем найденную точку, соответствующую значению абсолютной влажности воздуха, соединяют с точкой, соответствующей температуре зерна на шкале. На продолжении прямой, соединяющей эти показания, в точке пересечения шкалы равновесной влажности зерна определяют ее искомое значение. Полученную равновесную влажность зерна сопоставляют с фактической и судят о возможности вентилирования. Так, вентилирование возможно, если расчетная равновесная влажность зерна меньше фактической и фактическая температура зерна (t_з) выше температуры воздуха (t_в). Если ставится цель только охлаждать зерно, то вентилирование возможно при условии t_з t_в.

Эти параметры процесса вентилирования следует контролировать через каждые 6 часов вентилирования, а при неустойчивой погоде - через каждые 3 часа. Вентилирование необходимо прекращать, если появляется вероятность увлажнения зерна. Однако греющееся зерно вентилируют непрерывно в любые часы суток независимо от метереологических условий и влажности воздуха до тех пор, пока оно не будет охлаждено до температуры, близкой к температуре наружного воздуха.

 Режимы активного вентилирования

Основные параметры режима процесса вентилирования для охлаждения - удельную подачу атмосферного воздуха и продолжительность продувания зерновой массы можно определить из табл. 3.12 и 3.13.

Указанные значения обеспечиваются при минимально допустимой высоте насыпи зерна, приведенной в табл. 3.14.

Режимы вентилирования должны обеспечивать снижение температуры зерна во всех участках, поэтому для обеспечения эффективного вентилирования застойных зон в насыпи следует использовать коэффициент потребности в удельной подаче воздуха (П_q) для застойных зон, приведенных в табл. 3.15. Этот коэффициент позволяет учесть неравномерное распределение воздуха в зерновой насыпи вследствие наличия глухих промежутков между воздухораспределительными каналами.

Продолжительность охлаждения зерна , ч, на установках активного вентилирования с учетом задержки охлаждения застойных зон насыпи можно определить по формуле

                                                                                                                                          (3.20)

где q_ср - фактическая средняя удельная подача воздуха на данной установке, м³/(ч·т);

       П_q - коэффициент потребности в удельной подаче воздуха для застойных зон;

       2000 - количество воздуха подаваемого в насыпь на 1 т для охлаждения до температуры наружного воздуха без снижения влажности зерна, м³.

Для расчета потребного расхода воздуха м3ч, необходимо учитывать норму удельной подачи воздуха ц (таблица 3.15), необходимую для обеспечения эффективного вентилирования застойных зон в насыпи, а также количество вентилируемого зерна

                       V_потр = q_нП_qm,                                                                 (3.21)

где q_н - норма удельной подачи, м³ч на 1 т;

       m - масса зерна в насыпи, т.

Однако на практике при наличии конкретной установки потребный расход воздуха, подаваемого в зерновую насыпь, обеспечивают регулированием высоты насыпи, т. е. массой зерна:

                                                                           m= 

(3.22)

Для риса-зерна нормы удельной подачи воздуха увеличивают на 30-50% относительно норм, указанных в табл. 3.16.

Подбор вентиляторов для установки активного вентилирования

Вентилятор должен преодолевать сопротивление, которое оказывает зерновая насыпь проходу воздуха, подавать необходимое количество воздуха и обеспечивать вентилирование зерна при минимальном расходе электроэнергии. Для эффективной работы ориентировочно подачу воздуха вентилятором можно определить по табл. 3.17. В таблице меньшая подача воздуха соответствует большему давлению, и наоборот.

С увеличением сопротивления сети подача воздуха значительно уменьшается. Это необходимо учитывать при использовании высокопроизводительных вентиляторов низкого давления в вентиляционных установках, имеющих небольшое поперечное сечение магистрального канала и малоразветвленную сеть, в которых будет иметь место снижение подачи воздуха и в целом значительное ухудшение эффективности процесса. Рекомендуется подключать высокопроизводительный вентилятор к трем-четырем секциям, что позволит сократить количество вентиляторов и эффективней их использовать.

Примерная фактическая производительность вентиляторов при вентилировании зерна различных культур с учетом высоты насыпи наиболее распространенными установками может быть определена по табл. 3.18.

При вентилировании необходимо учитывать нагрев воздуха в вентиляторе вследствие аэродинамических потерь. Величину нагрева воздуха в вентиляторе t, ᵒС, можно рассчитать по формуле

                                                                                                                    (3.23)

где N_в - мощность, потребляемая из сети, кВт;

     ᵑ - КПД вентилятора;

  0,3 - теплоемкость воздуха, ккал/м³ ·град;

       Q - расход воздуха, м³/ч.

Нагрев воздуха в вентиляторе на 1 ᵒС снижает его относительную влажность на 5%, что необходимо учитывать при определении целесообразности вентилирования зерна.

Фактическую мощность электродвигателя, потребную для привода вентилятора, определяют по формуле

                                                N=                                                                                          (3.24)

где N - фактическая потребная мощность электродвигателя, кВт;

       V - подача воздуха вентилятором, м³/ч;

       P - полный напор, развиваемый вентилятором, Па;

     ᵑ= 0,5-0,8 - полный коэффициент полезного действия вентилятора.

 Организация и контроль активного вентилирования

Активное вентилирование зерна проводят в соответствии с инструкцией. Подготовку установок к работе необходимо заканчивать до начала уборки. К этому времени должна быть проверена пригодность вентиляторов к работе, деревянных щитов, воздухораспределительных решеток, каналов, диффузоров, щитов ограждения. Подготавливают материал для уплотнения стыков между решетками. При вентилировании семян рапса, проса и других мелкосеменных культур щели для выхода воздуха в зерновую насыпь необходимо накрывать щитами или мешковиной.

Загрузку складов зерном проводят от торцевой стены, а в металлических силосах - с центра хранилища. Вентилирование начинают после заполнения одной секции до требуемой высоты, не ожидал полной загрузки зерном всего склада. При этом вентилирование зерна проводят одновременно на двух смежных каналах. Если склад засыпан зерном, то перед вентилированием поверхность зерна выравнивают, чтобы обеспечить равномерность продувания насыпи.

При использовании напольно-переносных установок или передвижных телескопических необходимо следить, чтобы в местах со единения не было щелей и неплотностей, через которые могло бы просыпаться зерно, и при загрузке зерна на установки не сдвигались решетки, щиты или трубы.

Если хранилище заполняют партиями зерна разных культур или разного качества, их необходимо размещать с возможностью раздельного вентилирования.

Перестановку вентиляторов на другие воздухоподводящие каналы следует производить последовательно, оставляя на месте те из них, которые находятся рядом с участком необработанной насыпи. В процессе вентилирования все окна и двери в складе должны быть открыты, а после вентилирования закрыты, в том числе и заслонки входных отверстий воздухоподводящих каналов.

Для предупреждения утечек воздуха при вентилировании зерна в силосе должна быть обеспечена плотность прилегания крышки загрузочного люка и выпускной воронки. Во время и после вентилирования зерна загрузочные люки силосов должны быть закрыты, а в металлических силосах во время вентилирования загрузочные люки открывают, после вентилирования закрывают.

При эксплуатации установок всех типов по окончании вентилирования зерна запорные клапаны на нагнетательных и отсасывающих воздуховодах закрывают.

Мастер по активному вентилированию приступает к работе при наличии письменного распоряжения, подписанного директором (заместителем) предприятия и заведующим производственно-технической лабораторией (ПТЛ). В распоряжении указывается номер зернохранилища, температура и влажность зерна до вентилирования, примерная продолжительность вентилирования, а также дается задание по доведению зерна до определенной температуры и влажности.

Активное вентилирование проводят под тщательным контролем со стороны ПТЛ. Перед его проведением отбирают пробы зерна в верхнем, среднем и нижнем слоях насыпи и определяют температуру, влажность и зараженность. Для определения равновесной влажности зерна устанавливают относительную влажность воздуха, температуру и влажность зерна. Если равновесная влажность зерна ниже фактической, то активное вентилирование можно проводить, не опасаясь увлажнения зерна. Относительную влажность воздуха определяют при помощи психрометров, гигрометров, гигрографов и электронных психрометров. Далее лаборатория устанавливает режимы вентилирования зерновой массы в зависимости от его целевого назначения и влажности. Установив целесообразность и режимы вентилирования, лаборатория выписывает мастеру распоряжение на активное вентилирование партии зерна. В процессе вентилирования лаборатория проверяет удельную подачу воздуха, температуру и влажность зерна. Для определения скорости воздушного потока на выходе из вентилируемой зерновой насыпи пользуются крыльчатыми анемометрами с патрубком, представленном на рис. 3.35. Патрубок (или воздухоприемник) широкой частью углубляют на 6-10 см в насыпь зерна, и анемометром замеряется скорость воздуха, проходящего через воздухоприемник. При этом скорость воздуха будет во столько раз больше, во сколько площадь широкой горловины превышает узкую. Обычно в этих приборах соотношение площадей составляет 1: 10 или 1 :20. Усиление скорости воздуха необходимо для повышения минимального предела чувствительности прибора. Для определения удельной подачи воздуха по замеренной скорости на выходе из вентилируемой зерновой насыпи с помощью прибора (размеры указаны на рис. 3.35) можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 3.33.

Ввиду того, что интенсивность вентилирования выражают по числу обменов воздуха межзернового пространства в 1 час (или сутки), или по величине удельной подачи воздуха, то они трудно сравниваются между собой без дополнительного пересчета. Пересчет можно сделать по формуле или определить по номограмме, приведенной на рис. 3.34.

                                                                            n= q                                                          (3.25)

где n - число обменов воздуха в сутки;

q- средняя удельная подача воздуха, м³/(ч· т);

S- скважистость насыпи;

γ- натура зерна, т/м³.

При вентилировании холодным воздухом температуру зерна контролируют не менее 4 раз в сутки. При проверке полученные данные по температуре и влажности зерна сравнивают с исходными и дают заключение о ходе вентилирования. Обо всех недостатках сообщают мастеру; ведущему вентилирование. Перед вентилированием и после него определяют температуру и влажность зерна по слоям и устанавливают эффективность вентилирования.

Если вентилирование проводили в целях охлаждения, то в течение последующих 5 дней послойно определяют температуру и влажность зерна, чтобы убедиться в одинаковости этих показателей во всех участках зерновой насыпи.

Результаты контроля за вентилированием зерна заносят в лабораторные журналы, в которые записывают: состояние атмосферного воздуха на 1, 7, 13 и 19 ч суток и соответствующую ему равновесную влажность зерна, температуру и влажность зерна до вентилирования, через 3 или 6 ч после вентилирования. В журнале по контролю процесса вентилирования зерна, форма № 153 (табл. 3.19), который ведет мастер, лаборатория отмечает результаты контроля за режимами и другие показатели, связанные с процессом. Результаты анализов и все недостатки, выявленные в процессе вентилирования, лаборатория сообщает мастеру для принятия мер. Журналы проверяются гл. инженером и зав. ПТЛ.

По окончании вентилирования партии зерна, а также в конце каждого месяца подводятся итоги работ - составляется акт.

Приближенно общий расход электроэнергии или потребляемую из сети мощность N_c, кВт, определяют с помощью эксплуатационных приборов и подсчитывают по формуле

                                                             N_c = IV cos 10^-3                                                    (3.26)

где I- отсчет по амперметру, А:

       V - отсчет по вольтметру, В;

       соs - коэффициент мощности (отсчет по фазометру), зависящий от типа электродвигателя и степени его загрузки, нормальная загрузка соs = 0,8-0,9.