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黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 I 順流式谷物烘干機(jī)設(shè)計 摘要 國東北糧食產(chǎn)量大 而剛收獲的糧食需降水處理后才可儲藏 每年因為及 時干燥而損失的糧食多大幾十萬噸 本設(shè)計針對這一問題設(shè)計一臺谷物烘干機(jī) 在 設(shè)計時考慮東北冬季溫度 干燥成本 干燥工藝 燃料等問題 并采用 CAD 軟件制 圖 使之能明確的表達(dá)干燥機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵詞 糧食儲藏 谷物干燥機(jī) CAD 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 II The design of Afloat like grain dryer Abstract Our country northeast grain yield is big The grain just harvested needed the precipitation to process only then may preserve Because of prompt dry loses every year the grain is big several hundred thousand tons This design designs a grain dryer in view of this question When design considers the northeast winter temperature the dry cost the dry craft questions and so on fuel And uses the CAD software charting enables it to be clear about expresses the dryer the overall construction Keywords grain storage grain dryer CAD 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 III 目錄 摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1 1 谷物干燥的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1 1 1 谷物干燥的意義 1 1 1 2 谷物的特性及谷物干燥的機(jī)理 2 1 2 3 影響糧食干燥過程的因素 3 1 2 谷物干燥機(jī)簡介 3 1 2 1 對流換熱式谷物干燥機(jī) 3 1 2 2 輻射式干燥機(jī) 7 1 2 3 導(dǎo)熱式干燥機(jī) 8 1 2 4 批量作業(yè)式干燥機(jī) 8 1 2 5 連續(xù)作業(yè)方式干燥機(jī) 8 1 2 6 循環(huán)作業(yè)式干燥機(jī) 9 1 3 谷物干燥用的燃料 10 1 3 1 燃料的種類和成分 10 1 4 谷物干燥用供熱設(shè)備的種類 11 2 谷物干燥機(jī)設(shè)計 13 2 1 谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計 13 2 2 干燥機(jī)的設(shè)計 15 2 2 1 干燥機(jī)的外殼及工作室材料選擇 15 2 2 2 小時去水量計 15 2 2 3 小時干燥能力計算 15 2 2 4 加熱室容積的確定 15 2 2 5 緩蘇室容積的確定 16 2 2 6 冷卻室容積的確定 16 2 2 7 估計干燥機(jī)的總高度 H 17 2 3 風(fēng)機(jī)參數(shù)的計算 17 2 3 1 熱風(fēng)機(jī)流量 Q 計算 17 2 3 2 風(fēng)壓計算 18 2 3 3 選擇熱風(fēng)機(jī) 19 2 3 4 熱風(fēng)機(jī)供熱計算 19 2 3 5 選擇冷風(fēng)機(jī) 19 2 3 6 角狀管設(shè)計計算 20 2 3 7 角狀管樣式及鏈接方式 20 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 IV 3 升運機(jī)構(gòu)及排糧機(jī)構(gòu)的計算 21 3 1 斗式提升機(jī)的選型與計算 21 3 1 1 輸送量的計算 21 3 1 2 功率計算 22 3 2 螺旋輸送機(jī)的選型與計算 22 3 2 1 螺旋輸送機(jī)選型 22 3 2 2 螺旋輸送機(jī)輸送量的計算 23 3 3 換熱器計算 23 3 3 1 換熱器的換熱量 23 3 3 2 計算兩種流體的 對數(shù)平均溫度差 24 3 3 3 計算換熱器的總換熱面積 24 3 4 熱風(fēng)爐參數(shù)的計算 24 3 4 1 小時耗煤量的計算 24 3 4 2 干燥機(jī)要求爐灶的供熱量 25 3 4 3 爐柵面積的計算 25 3 4 4 爐膛容積 25 3 4 5 爐高的確定 26 3 4 6 熱風(fēng)爐的選擇 26 結(jié)論 26 參考文獻(xiàn) 27 致謝 28 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 1 1 緒論 1 1 谷物干燥的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1 1 谷物干燥的意義 谷物干燥是谷物收獲后的一個重要環(huán)節(jié) 因為收獲時為了減少田間落粒損失都 注意適時收獲 而適時收獲的谷物其水分較大 如不及時干燥則必造成谷物霉?fàn)€變 質(zhì) 據(jù)統(tǒng)計 我國每年收獲的糧食中由于干燥不及時而造成的霉?fàn)€損失達(dá) 500 1000 萬屯 估計占全年谷物總產(chǎn)量的 1 5 3 在南方梅雨季節(jié)較長的省份 江蘇 浙江 安徽 湖北以及上海等 每年糧食霉?fàn)€損失高達(dá) 10 左右 可見 谷物干燥是一個不容忽視的問題 國內(nèi)情況 我國的谷物干燥 主要指機(jī)械干燥 始于 50 年代 50 年代初引進(jìn)了 蘇聯(lián)的高溫干燥機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn) 后參照該機(jī)型結(jié)構(gòu)和原理自行設(shè)計了大型高溫干燥 塔 逐步應(yīng)用在北方的糧食系統(tǒng)中 60 70 年代各地自行設(shè)計了多種中 小型谷 物干燥機(jī) 有定點干燥機(jī)廠生產(chǎn) 逐步推廣到全國 70 80 年代又自行設(shè)計了幾 種大 中型谷物干燥機(jī) 在糧食系統(tǒng)及國營農(nóng)場中推廣使用 全國各地?fù)碛懈鞣N谷 物干燥機(jī)近兩萬臺 其中主要是中 小 大型干燥機(jī)約兩千臺左右 目前我國的谷物干燥機(jī)主要以煙煤為熱源 使用燃煤熱風(fēng)爐供熱 以熱風(fēng)為介 質(zhì)進(jìn)行干燥 對糧食無污染 少數(shù)谷物干燥機(jī) 主要在農(nóng)場 采用柴油爐供熱直接 干燥 熱效率較高 但對糧食有一定程度的污染 近年來我國谷物干燥技術(shù)發(fā)展較 快 高等院校和研究部門所研究的新型干燥工藝逐步應(yīng)用于生產(chǎn) 干燥機(jī)生產(chǎn)廠的 新產(chǎn)品不斷增多 產(chǎn)量在逐步擴(kuò)大 電子計算機(jī)模擬分析也開始應(yīng)用 目前谷物干燥技術(shù)中引人注目的幾個問題如下 目前 使用的燃煤熱風(fēng)爐使用壽命較短 熱效率較低 應(yīng)如何解決 我國南方的燃煤供應(yīng)困難 燃油價格又較高 應(yīng)如何選擇能源問題 對北方高水份糧 如玉米 含水 30 以上 的干燥應(yīng)采用什么樣的干燥原理 與工藝 我國農(nóng)村 農(nóng)場和糧食系統(tǒng) 糧庫 應(yīng)怎樣合理地布置谷物干燥點及網(wǎng)絡(luò) 國外情況 國外較發(fā)達(dá)國家 美 俄 英 法 日等 的谷物干燥已有 50 多年 的歷史 大體經(jīng)歷了三個階段 即 50 60 年代的谷物干燥機(jī)械化階段 60 70 年代 的谷物干燥自動化階段 70 80 年代的谷物干燥提高干燥質(zhì)量和降低干燥成本階 段 90 年代主要是繼續(xù)提高干燥質(zhì)量 實現(xiàn)微機(jī)控制和微機(jī)管理階段 但各國的 現(xiàn)時情況亦有所不同 1 美國 谷物干燥機(jī)在全國應(yīng)用比較普遍 主要的機(jī)型有中 小型低溫干燥倉 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 2 及大 中興高溫干燥機(jī) 這些機(jī)器以干燥玉米和小麥為主要對象 以柴油 煤油 和液化石油氣為熱源 采用直接加熱干燥 設(shè)備中一般具有 料位控制 風(fēng)溫控制 及出糧水分控制系統(tǒng) 太陽能干燥機(jī)在美國開始應(yīng)用 但由于設(shè)備投資大占地面積 大等原因 目前應(yīng)用不多 2 獨聯(lián)體 谷物干燥機(jī)應(yīng)用比較普遍 大都成了工廠化生產(chǎn) 有較完善的自控 系統(tǒng) 其谷物干燥機(jī)型以大 中型居多 為高溫干燥方式 較普遍地應(yīng)用干 濕糧 混合加熱干燥工藝 又稱分流循環(huán)干燥工藝 具有一次降水幅度大 節(jié)能和提高 干燥質(zhì)量的優(yōu)點 干燥中采用的熱源是柴油和煤油 為直接加熱干燥 3 日本 谷物干燥設(shè)備是從二次大戰(zhàn)后發(fā)展起來的 主要發(fā)展適于干燥水稻的 中 小型設(shè)備 機(jī)型有 小型固定床式谷物干燥機(jī) 中 小型循環(huán)式谷物干燥機(jī)及 大型谷物干燥機(jī)等 采用熱源是柴油和煤油 少量采用稻殼為燃料 在個干燥設(shè)備 中大都裝有較完善的自動控制系統(tǒng) 比較重視干燥質(zhì)量 1 1 2 谷物的特性及谷物干燥的機(jī)理 谷物是一種生命體 以呼吸作為維持生命的方式 呼吸時要吸氧和發(fā)生化學(xué)反 應(yīng) 由于環(huán)境供養(yǎng)條件的不同 呼吸的方式也不同 在谷物中水分以三種形式存在 即機(jī)械結(jié)合水 物理化學(xué)結(jié)合水 化學(xué)結(jié)合水 在干燥過程中主要是去掉機(jī)械結(jié)合水和部分物理 化學(xué)結(jié)合水 谷物是多孔型 膠質(zhì)體 這個水分則以不同的形式存在于谷粒表面 毛細(xì)管中以及細(xì)胞內(nèi) 當(dāng)介質(zhì) 條件參數(shù)使它具有發(fā)散條件 即介質(zhì)水蒸汽分壓力小于谷粒表面水蒸汽壓力時 則 谷粒中的水分以液態(tài)或汽態(tài)由谷粒里層向外擴(kuò)散 并由表面蒸發(fā) 理想的干燥過程 影視谷粒內(nèi)部的水分?jǐn)U散速度與表面的蒸發(fā)速度相等 但一般情況下由于選擇干燥 參數(shù)的不當(dāng)及谷物本身特性所限 常出現(xiàn)兩種速度不等的現(xiàn)象 即外控狀態(tài)和內(nèi)控 狀態(tài) 外控狀態(tài) 是指谷粒表面水分蒸發(fā)速度低于谷粒內(nèi)部的水分?jǐn)U散速度 這種 現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在谷物細(xì)小或者谷物水分含量大時 為了提高谷物干燥的速度 可適 當(dāng)提高介質(zhì)溫度 降低介質(zhì)相對濕度或增加介質(zhì)流速 內(nèi)控狀態(tài) 是指谷粒內(nèi)部擴(kuò) 散速度小于表面蒸發(fā)速度的狀態(tài) 在這種情況下為了提高干燥速度 可有兩種措施 一種措施是調(diào)整介質(zhì)狀態(tài)參數(shù) 即在提高介質(zhì)溫度的同時降低介質(zhì)流速 介質(zhì)溫度 提高谷物溫度也升高 谷物升高則使其水的粘滯性下降 內(nèi)部水蒸氣分壓力增加 會增加內(nèi)部擴(kuò)散的速度 因其介質(zhì)流速減小 則其蒸發(fā)速度下降或者保持不變 以 達(dá)到兩種速度的一致 或是提高介質(zhì)溫度的同時增加介質(zhì)相對濕度 這樣也能調(diào)整 兩者速度關(guān)系 1 2 3 影響糧食干燥過程的因素 糧食干燥是一個復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程 影響這個過程的因素是很多的 如糧食 的品種和特性 干燥介質(zhì)的參數(shù) 環(huán)境條件和干燥工藝等 現(xiàn)分述如下 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 3 熱風(fēng)溫度 熱風(fēng)溫度提高時 它傳給糧食的熱量就增多 從而增強(qiáng)了糧食表面水 分的汽化能力 使糧粒內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移的速度加快 此外熱風(fēng)溫度增高 則其飽和濕 含量增加 帶走水分的能力也加強(qiáng) 因此提高熱風(fēng)溫度不僅可以提高干燥速率 縮 短干燥時間 而且還會降低單位熱耗 限制熱風(fēng)溫度提高的因素是糧食品質(zhì) 熱風(fēng) 溫度過高 則糧溫升高 品質(zhì)下降 所以 在不影響糧食品質(zhì)的前提下應(yīng)盡量采用 高的熱風(fēng)溫度 熱風(fēng)風(fēng)量 適當(dāng)增加干燥介質(zhì)穿過糧層的速度 也能加速糧食的干燥過程 當(dāng)熱 風(fēng)濕度和糧食含水量相同時 熱風(fēng)流速在 0 5 米 秒以下范圍內(nèi)的干燥作用最為明顯 試驗結(jié)果證明 熱風(fēng)流速從 0 3 米 秒增加到 0 5 米 秒時 干燥速度大大加快 但是 當(dāng)流速增加到 0 7 米 秒以上時 反而不能使干燥速率加快 糧食的初始水分較高時 熱風(fēng)流速對干燥過程的影響較顯著 干燥前糧食的含水率 糧食水分含量的大小 影響著干燥過程的快慢 當(dāng)糧食含 水率較低時 干燥過程所蒸發(fā)的主要是微毛細(xì)管水和吸附水 而這些水分的蒸發(fā)是 比較困難 當(dāng)糧食含水率較高時 其水分主要是自由水 自由水容易蒸發(fā) 所以 干燥過程就快 熱風(fēng)相對濕度 熱風(fēng)濕度影響它的吸濕能力 當(dāng)熱風(fēng)達(dá)到飽和時 則不再吸收水 分 失去干燥作用 因此 熱風(fēng)濕度也會影響干燥速率 五 糧層厚度干燥室中糧 層的厚薄對干燥過程有很大影響 風(fēng)流速一定時 適當(dāng)?shù)募Z層厚度 就可以保證糧 層中水分蒸發(fā)有足夠的熱量 加速糧食的干燥過程 但是 糧層過薄 則單位熱耗 增加 而且還可能使糧食過早出現(xiàn)表皮硬化 影響糧食品質(zhì) 延緩干燥過程 1 2 谷物干燥機(jī)簡介 谷物干燥機(jī)的種類很多 按換熱方式和作業(yè)方式的不同分為以下幾類 1 2 1 對流換熱式谷物干燥機(jī) 這種干燥機(jī)以熱空氣或熱煙氣 爐氣 為介質(zhì)對加熱和載濕 以進(jìn)行干燥 根 據(jù)所采取介質(zhì)溫度的高低 該干燥機(jī)分為高溫干燥機(jī)低溫干燥機(jī)兩種 高溫干燥機(jī) 此干燥機(jī)介質(zhì)溫度較高 為 80 300 干燥速度較快 小時降水率為 2 5 左 右 又稱高溫 快速干燥機(jī) 這種干燥機(jī)又有一下不同結(jié)構(gòu)形式 a 流化床式干燥機(jī) 該機(jī)由傾斜 3 5 度的孔板下面向上吹熱風(fēng) 將谷層吹成 流化狀態(tài) 谷物沿孔板向低處緩緩流動并逐步得到干燥 干燥后的谷物從一側(cè)流出 穿過谷層的潮氣由機(jī)器上方的排氣口排出 由于谷層較薄氣流圍繞谷物分布較均勻 其干燥均勻較好 但因干燥時間較短 40 50 秒 其降水幅度較小 1 1 5 該機(jī)沒有冷卻裝置 干燥后的熱糧需由人工攤晾使其溫度降下到不高于環(huán)境溫度 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 4 5 的程度 以防谷層表面結(jié)露 該機(jī)適于小規(guī)模生產(chǎn)使用 b 滾筒式干燥機(jī) 滾筒式干燥機(jī)有簡易型和復(fù)式型兩種 前者只有加熱滾筒 后者除有加熱滾筒外還有冷卻滾筒 現(xiàn)介紹復(fù)式滾筒式干燥機(jī)的工作過程 濕谷物 由加熱滾筒的一端隨同熱空氣 或爐氣 一道進(jìn)入該滾筒 由于滾筒回轉(zhuǎn) 26 30r min 并軸線有 1 3 5 度的傾斜 則谷粒不斷被筒內(nèi)的抄板帶起而又滑 落 逐步向滾筒的低處端移動并由出口流出 然后進(jìn)入冷卻滾筒 經(jīng)冷卻后流出 進(jìn)入熱滾筒的介質(zhì)溫度 150 200 谷物受熱 1 2 分鐘 可降水 1 1 5 c 氣流式干燥機(jī) 此干燥機(jī)是在谷粒被氣流輸送過程中進(jìn)行加熱和干燥 有的 還沒有緩蘇段和余熱加熱段 其工作過程為谷粒在倒糧管中一方面隨著高溫氣流 80 90 上升 一方面被加熱吸收一定的熱量 熱量一部分使谷粒表面的水分 蒸發(fā) 一部分使谷粒的溫度升高 溫度升高的谷粒出管后碰到當(dāng)帽 反射弧形 使其落入緩蘇室 在緩蘇過程中 繼續(xù)向谷粒的內(nèi)部傳遞熱量 使谷粒內(nèi)部的水分 不斷地向其表面轉(zhuǎn)移擴(kuò)散 谷粒靠自重進(jìn)入余熱干燥室再次被回收的余熱空氣加熱 干燥 其廢氣由廢氣出口排出機(jī)外 該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單 使用較方便 適于小規(guī)模批量 生產(chǎn) d 豎箱式干燥機(jī) 該機(jī)為豎立的箱子 谷物從箱的上端至箱的下端 由于箱內(nèi) 有熱空氣通過 使谷物得到加熱干燥 根據(jù)該機(jī)氣流方向不同和結(jié)構(gòu)不同和結(jié)構(gòu)上 的差異 豎箱式干燥機(jī)又有橫流 順流 逆流和混流式四種形式 橫流式干燥機(jī) 該機(jī)為矩形斷面的豎箱 內(nèi)有熱風(fēng)與冷風(fēng)的配風(fēng)室 兩側(cè)有 兩條谷物流經(jīng)的通道 其下端有排糧攪龍及排料器 其配氣室的側(cè)壁及谷物通道的 外壁均制成孔板狀 以便使從熱氣室或冷配氣室射出的氣流水平穿過谷層 因氣流 方向與谷物流動方向垂直 故稱其為橫流干燥機(jī)或錯流干燥機(jī) 該機(jī)的谷層較薄 200 400mm 干燥速度較快 可連續(xù)進(jìn)料 加熱 冷卻 卸糧 適于大規(guī)模連 續(xù)生產(chǎn) 該機(jī)性能特點是 谷物流經(jīng)谷物通道的受熱程度不一致 即靠近熱風(fēng)室一 側(cè)的谷物因始終與高溫介質(zhì)接觸其受熱程度較大 降水幅度較大 而靠近機(jī)器外側(cè) 的谷物因始終與經(jīng)過吸濕的戒指接觸 起受熱程度較小 降水幅度也較小 因而該 機(jī)的谷物干燥均勻性差 此外 為了不使靠近熱風(fēng)室的谷物層過熱 該機(jī)的介質(zhì)溫 度不宜選取過高 一般以 100 以內(nèi)為限 在有的橫流式干燥機(jī) 美國的貝利克型 上為了改善谷物層受熱的不均性 在谷物通過的加熱段中間增設(shè)了一個換層器 該 換層器為四塊坡板制成 可使通道內(nèi)的內(nèi)測與外側(cè)谷物流經(jīng)四塊不同放下過的傾斜 板時得以位置上的變換 如同人下轉(zhuǎn)梯那樣 順流式干燥機(jī) 順流式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)為漏斗式或角狀管式 現(xiàn)以漏斗式為例 說明此谷物干燥機(jī)的工作過程 該機(jī)為矩形斷面的豎箱 內(nèi)箱有加熱段 緩蘇段 冷卻段及排料裝置 在加熱段與冷卻段中設(shè)有 排氣管 濕糧向下流動中與由熱風(fēng) 室供給的熱空氣 或爐氣 并行向下運動 廢氣進(jìn)入排氣管排出 谷物經(jīng)緩蘇后進(jìn) 入冷卻段 冷卻段的冷空氣由冷風(fēng)機(jī)供給 冷卻是逆流冷卻 谷物流到下部的排糧 裝置排出 由于該機(jī)的熱介質(zhì)流向與谷物流向相同 故稱其為順流 或并流 該 機(jī)的谷物受熱條件較一致 其干燥均勻性好 此外 由于熱介質(zhì)首先與冷糧接觸 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 5 在谷物迅速升溫的同時介質(zhì)溫度又迅速下降 因而谷物經(jīng)受高溫處理階段較短 對 保證糧食品質(zhì)不發(fā)生熱變性是有利的 該機(jī)可適當(dāng)提高介質(zhì)溫度 達(dá) 200 左右 以提高生產(chǎn)率 逆流式干燥機(jī) 逆流式干燥機(jī)可有多種結(jié)構(gòu) 以圓倉式為例對其工作過程進(jìn) 行說明 谷物由倉的上方向下層流動與介質(zhì)流動方向相反 則稱其為逆流式干燥機(jī) 該機(jī)的熱介質(zhì)先與加熱到最終的熱谷物接觸 而后相繼于不同溫度的谷物接觸 最 后與溫度最低 濕度最大的谷物接觸后排出 可見其廢氣溫度較低 熱利用率較高 但由于谷物受熱的溫度所限 一般不超過 50 則逆流式干燥機(jī)的熱介質(zhì)不可過 高 一本為 60 80 以下 故其小時降水率較小 混流式干燥機(jī) 混流式干燥機(jī)多為層角狀管結(jié)構(gòu) 又稱為多風(fēng)道式干燥機(jī) 或角狀管式干燥機(jī) 該機(jī)在豎箱內(nèi)設(shè)有多層間層配置的進(jìn) 逆流及橫流的形式 對谷物驚醒加熱 雖然不同形式的加熱對各部分谷物的加熱程度有所不同 但由于 在該機(jī)豎箱尼日裝有多層進(jìn) 排氣角狀管 谷物在流經(jīng)全箱過程中經(jīng)受各種形式的 加熱幾率基本相同 故該機(jī)的谷物干燥均勻度是較好的 一般干燥后谷粒間的水 分差不大于 0 5 混流式干燥機(jī)適于大規(guī)模連續(xù)作業(yè) 我國的大型谷物干燥塔采 用此種形式較多 上述各種豎箱式干燥機(jī)的干燥流程較長 全程經(jīng)過的時間為 1 2 小時 降水幅度 為 5 6 低溫干燥機(jī) 該機(jī)以常溫或比常溫高 2 8 的熱空氣為介質(zhì)對谷物進(jìn)行通風(fēng)干燥 為批量干 燥作業(yè) 每批干燥的時間較長為 1 12 天 每小時降水率為 0 5 左右 該機(jī)具有 耗能少和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點 但占地面積較大 受大氣狀態(tài)的影響也較大 有時因 空氣濕度大而干燥時間拖長使谷物霉?fàn)€ 該機(jī)適于要求降水幅度小和氣候較干燥的 地區(qū) 低溫干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種 a 地板通風(fēng)式干燥倉 該機(jī)為圓倉式或方倉式 倉的地板多為孔結(jié)構(gòu) 地板 下方為空氣道 由風(fēng)機(jī)吸入并吹出的常溫空氣或經(jīng)少許加熱的熱空氣穿過地板孔及 谷層對谷物進(jìn)行干燥 廢氣由上方通氣孔排出 該機(jī)為干燥機(jī)與貯存?zhèn)}通用設(shè)備 干燥谷物時堆積谷層為 1M 左右 貯藏谷物時可將其堆積到倉頂 并可根據(jù)谷物溫 度狀況不定時地通風(fēng) 在有的圓形地板通風(fēng)式干燥倉中 地板上有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的攪 龍 在地板下面有出糧攪龍 上糧時 開動升運器 將濕糧放入升運器接受斗經(jīng)升 運器將其運至上方 并經(jīng)裝倉攪龍將濕糧裝入倉內(nèi) 卸糧時 先開動出糧攪龍和升 運器 將由倉中心流糧口流出的干糧經(jīng)出糧攪龍運至升運器并升運到頂部 由該升 運器的另一側(cè)出糧管流出 這時地板上的掃倉攪龍不動 不自轉(zhuǎn)也不公轉(zhuǎn) 待倉 內(nèi)的谷物靠自流卸糧達(dá)到極限狀態(tài)時 則開動掃倉攪龍將倉底積存的谷物逐漸集中 到倉中的出糧口 再經(jīng)攪龍及升運器運出 b 徑向通風(fēng)式干燥倉 該倉由上料器 均料盤 外網(wǎng)筒 內(nèi)網(wǎng)筒及熱風(fēng)管及其 輔助件組成 工作時由熱風(fēng)管想熱風(fēng)室供給熱風(fēng) 熱風(fēng)徑向穿過內(nèi)外網(wǎng)筒間的谷層 進(jìn)行加熱和干燥 廢氣穿過外網(wǎng)筒后散失在大氣之中 該機(jī)為批量作業(yè)式 上料時 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 6 先切斷風(fēng)機(jī)的熱源 并關(guān)閉通向熱風(fēng)管的閘閥用冷風(fēng)由下風(fēng)管向倉內(nèi)上料 帶上料 完畢后開始干燥 干燥時 先接通風(fēng)熱風(fēng)源 關(guān)閉上料風(fēng)管的閘閥并打開通向熱風(fēng) 管的閘閥 然后對谷物進(jìn)行干燥 當(dāng)干燥到要求的程度時 則切斷熱風(fēng)源用冷風(fēng)驚 醒冷卻 知道谷物溫度下降到不大于環(huán)境溫度 5 為止 然后開啟干燥倉下方的閘 閥卸糧 這是風(fēng)機(jī)應(yīng)停止工作 有時 為了改善谷物水分的均勻性 可采取批量循 環(huán) 間歇循環(huán) 作業(yè) 即當(dāng)把谷物干燥到一個階段后 將谷物放出并經(jīng)上料風(fēng)管的 氣流將其又送入倉內(nèi) 待全倉谷物全部運行一遍后 再轉(zhuǎn)入第二階段的批量干燥 這種批量循環(huán)的作業(yè)方法 可以改善谷物間的水分差 徑向通風(fēng)干燥倉的谷層厚度不宜過大 一般為 0 3 0 5m 該倉的直徑較小 但高 度較大 適于小批量干燥作業(yè) c 斜床式干燥機(jī) 該機(jī)為方倉式 一般由若干個并列的方倉組成 倉的底部為 傾斜式通氣孔板 下部為通風(fēng)道 該機(jī)的地板為傾斜系根據(jù)略小谷物自然堆角而確 定 一般取其為 20 度左右 作業(yè)時需注意使谷層表面的坡度角與地板角相一致 以保持谷物厚度相同 該機(jī)谷層堆積厚度與地板通風(fēng)式干燥機(jī)相同 一般為 1m 左右 小粒谷物 小 麥及水稻 因單位谷層厚度阻力大澤堆積厚度宜小些 而大粒谷物 玉米 則堆積 厚度宜大些 該機(jī)除適于散粒谷物的干燥外還可干燥玉米果穗 由于玉米果穗堆的 空隙度較大 其堆積高度可達(dá) 3m 該機(jī)的卸糧門位于地板低處的一側(cè) 為使卸糧方便卸糧門為多個并聯(lián)形式 卸 糧速度快 在卸糧門的下方常設(shè)有皮帶式輸送機(jī) 可及時將卸出糧運走 為了改善定床式谷物干燥的均勻性 在有的斜床式干燥機(jī)上設(shè)有雙向可調(diào)的進(jìn)氣門 及排氣門 在干燥開始前的一半時間采取底部進(jìn)氣 廢氣由上排氣孔排出 后一半 時間則改用上進(jìn)氣門進(jìn)氣 廢氣由下排氣門排出 高低溫混合式干燥機(jī) 為了吸取高溫和低溫干燥兩方面的有點同時又避免或者減少這兩方面的不足 國外提倡一種高 低溫組合式干燥 這種干燥 首先用高溫干燥先去掉谷物中的較 高水分 18 20 然后轉(zhuǎn)入低溫干燥將谷物干燥到底 水分降到 14 這樣 既達(dá)到了快速干燥的目的 同時又減輕了能耗大的不足 同時也保證谷物干燥質(zhì)量 這種干燥方法目前在美國應(yīng)用較多 但其設(shè)備投資較大 在我國目前經(jīng)濟(jì)狀況下尚 難以大量采用 1 2 2 輻射式干燥機(jī) 利用可見光和不可見光的光波傳遞能量使谷物升溫干燥的設(shè)備稱為輻射式谷物 干燥機(jī) 這種干燥機(jī)目前有 太陽能干燥機(jī) 遠(yuǎn)紅外干燥機(jī) 微波干燥機(jī)及高頻干 燥機(jī) 太陽能干燥機(jī) 該機(jī)利用太陽能集熱器 平板式及弧面集交式 將太陽輻射的熱量轉(zhuǎn)換給空氣 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 7 并將空氣引入低溫干燥機(jī)進(jìn)行通風(fēng)干燥 其工作過程為 太陽能干燥機(jī)為了白天蓄 熱以備晚上之用 一般其基礎(chǔ)都采用蓄熱量大的石塊建筑成 基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)備風(fēng)道 有的太陽能干燥機(jī)還設(shè)有輔助供熱爐 已被陰天時或特殊情況下使用 太陽能干燥機(jī)具有節(jié)能 成本低和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點 但其設(shè)備投資較大 占 地面積也較大 因此目前雖然在美國已開始應(yīng)用但數(shù)量不多 擴(kuò)展的速度不快 遠(yuǎn)紅外干燥機(jī) 遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)是由發(fā)射器發(fā)出的波長為 5 6 1000 微米的遠(yuǎn)紅外不可見光波對 谷物進(jìn)行照射 使谷物的水分產(chǎn)生劇烈的振動而升溫 從而達(dá)到干燥目的的設(shè)備 干燥中谷粒的內(nèi)部和表面同時升溫 鼓勵水分散發(fā)時其背部水分與溫度均高于谷粒 表面 因而星辰這兩種梯度具有同向性 促使谷粒水分迅速蒸發(fā) 有利于谷物速度 干燥 這是遠(yuǎn)紅外干燥的突出特點 我國生產(chǎn)的點習(xí)慣遠(yuǎn)紅外干燥機(jī) 由多條輸送帶和多個設(shè)置在輸送帶上方的遠(yuǎn)紅外 發(fā)射器 排濕風(fēng)機(jī) 機(jī)殼 喂料斗及出料口等組成 工作時 物料經(jīng)喂入斗落入上 層的輸送帶并逐次傳遞給以下各層的輸送帶 最后送出機(jī)外 谷物在輸送過程中受 到其上方的遠(yuǎn)紅外發(fā)射器的照射而升溫 谷物中的水逐步發(fā)散在空氣中 并由排濕 風(fēng)機(jī)提供的氣流帶走 該機(jī)具有干燥速度快 干燥質(zhì)量好的優(yōu)點 但由于以電能供熱其干燥成本較高 目前只應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)價值高的果干制品及山產(chǎn)品 水產(chǎn)品的干燥中 高頻與微波干燥機(jī) 高頻干燥機(jī)及微波干燥機(jī)工作原理基本相同 都是利用頻率為幾兆赫茲高頻電 場或幾億赫茲的微波電場所產(chǎn)生的電磁波對谷物進(jìn)行照射 高頻電磁波或微波電磁 波使谷粒中的水分子產(chǎn)生快速極性變換從而產(chǎn)生熱效應(yīng) 使谷粒水分發(fā)散以達(dá)到干 燥的目的 這類干燥機(jī)都有干燥速度快和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點 但由于以電能為熱源 其干燥的目的 這類干燥機(jī)的干燥成本較高 目前在農(nóng)業(yè)物料的干燥中尚應(yīng)用甚少 主要用于工業(yè)生產(chǎn)及食品干燥中 1 2 3 導(dǎo)熱式干燥機(jī) 這種干燥機(jī)是靠導(dǎo)熱進(jìn)行熱交換的 在谷物干燥中應(yīng)用甚少 在工業(yè)產(chǎn)品的紙 張和布匹干燥中應(yīng)用較多 該機(jī)由一對蒸汽供熱的滾筒及上 下輸送帶組成 薄層 物料由上輸送帶送至一對軋輥的中間 軋輥旋轉(zhuǎn)中將物料制成并逐步進(jìn)行干燥 干 后的物料由下輸送帶運走 以上介紹的問以換熱方式不同否認(rèn)干燥以下為按作業(yè)方式不同把干燥機(jī)分為以 下幾類 1 2 4 批量作業(yè)式干燥機(jī) 現(xiàn)以低溫干燥倉為例來說明它的不同作業(yè)方式 因為谷物干燥是從最低的谷層 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 8 開始逐步向上發(fā)展的 干燥中形成了三種層次 即 已達(dá)到平衡水分的干燥層 其 上方是正在干燥中但還未達(dá)到平衡水分的谷層 最上層的是保持原水分的谷層 隨 著干燥時間的延續(xù) 這三個層次的位置逐步向上推移 對于使用者來說可根據(jù)自己 條件采用不同的方式進(jìn)行作業(yè) 整倉干燥 當(dāng)谷物水分不太大時 可裝滿整倉進(jìn)行干燥 這時由于谷物阻力較大 通過谷 層斷面的風(fēng)速較小 則干燥速度較慢 可利用自然空氣或稍高一點的熱風(fēng)進(jìn)行作業(yè) 工作比較方便 但要選擇好熱風(fēng)溫度 如風(fēng)溫過高 其平衡水分將很低 如長時間 干燥會使全倉的谷物達(dá)到過干程度 淺層干燥 為了加速干燥 可將谷物按一定的厚度進(jìn)行干燥 這時刻采用較高的熱風(fēng)溫度 45 以下 使改谷物的平均水分能較迅速地達(dá)到安全水分 14 左右 由于谷 層較淺 上下層的水分極差較小 經(jīng)充分混合后貯存 谷物水分會自然達(dá)到一致 這種方法 目前在我國采用較多 分層干燥 在國外有的小型農(nóng)場采用這種干燥方法 即每天將收獲的濕糧裝入低溫倉進(jìn)行 干燥 雖然谷層較薄但也要在當(dāng)天使它干燥到安全水分 第二天再將收獲的濕糧裝 入已干燥糧之上進(jìn)行干燥 也在當(dāng)天干燥到要求的水分 第三 第四天如此同樣進(jìn) 行 直到全倉裝滿谷物并干燥后一起卸出 這種方法對使用管理方便 但由于氣流 阻力較大 電耗較多 1 2 5 連續(xù)作業(yè)方式干燥機(jī) 前邊談到的高溫干燥機(jī) 一般都采用連續(xù)作業(yè)方式 連續(xù)作業(yè)不需要輔助上料 和卸料的時間生產(chǎn)有效時間利用率較高 干燥質(zhì)量也較穩(wěn)定 我國糧食部門 糧庫 和糧油加工廠 和國營農(nóng)場多采用這種方式作業(yè) 1 2 6 循環(huán)作業(yè)式干燥機(jī) 循環(huán)作業(yè)干燥目前有兩種形式 即 封閉式干燥機(jī) 簡稱循環(huán)式干燥機(jī) 和分 流循環(huán)式干燥機(jī) 干 濕糧混合式干燥機(jī) 封閉循環(huán)式干燥機(jī) 為了提高干燥谷物的降水幅度和縮小設(shè)備體積及重量 出現(xiàn)了封閉循環(huán)干燥機(jī) 該機(jī)作業(yè)時將谷物先裝滿全機(jī) 然后把它封閉起來讓谷物才機(jī)中進(jìn)行循環(huán)流動和干 燥 知道谷物水分達(dá)到要求時為止 然后將干糧放出 這種干燥機(jī)我國有定型產(chǎn)品 該機(jī)除屬封閉循環(huán)式干燥機(jī)外 上不還設(shè)有一個較大溶劑的緩蘇段 每一循環(huán) 干燥的加熱時間為 5 6min 而緩蘇時間為 70 80min 說明該機(jī)每次干燥后的緩 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 9 蘇室加較長 由于這個緣故 該機(jī)干燥質(zhì)量好 谷物無爆腰現(xiàn)象 并有顯著的節(jié)能 效果 該機(jī)用 50 60 熱介質(zhì)干燥 即可干燥種子又可干燥商品糧 該機(jī)容量為 3 2t 能在 8 10h 完成一批干燥作業(yè) 屬于小型循環(huán)式干燥機(jī) 分流循環(huán)式干燥機(jī) 分流循環(huán)式干燥機(jī)實際是干 濕糧混合式干燥機(jī) 其工作過程如下 該機(jī)由兩 個并列的干燥塔 每個塔里有加熱和冷卻室 頂部貯糧箱 起到一定的緩蘇作用 作業(yè)糧柜 熱風(fēng)機(jī) 冷風(fēng)機(jī) 循環(huán)糧提升機(jī)及成品糧提升機(jī)組成 工作時 作業(yè)柜的濕糧與兩個干燥塔之一的循環(huán)干燥塔的出糧混合 兩種糧 干糧 和濕糧 由混合糧提升機(jī)送到塔的頂部貯糧箱 然后分別向兩個干燥塔流動 其中 一個是 循環(huán)干燥塔 另一個是 最終干燥塔 兩個塔的上部均有加熱室 而 下部則有所區(qū)別 即 最終干燥塔下部是用環(huán)境空氣冷卻 使糧食溫度下降到較低 的程度 不高于環(huán)境溫度 5 而循環(huán)干燥塔下部則用熱風(fēng)機(jī)和冷空氣混合后的 中溫氣體冷卻 使該塔的糧食保持到一定溫度 最終干燥塔放出的谷物可作為成品 糧入庫 由成品糧提升機(jī)送出 循環(huán)干燥塔放出的干糧 溫度較高些 則又流入混合 提升機(jī)與濕糧一起混合 再次被提升到干燥塔頂部貯糧箱 以此循環(huán)式不止地進(jìn)行 干燥 經(jīng)常有一定量的濕糧連續(xù)進(jìn)入干燥塔 同時又有一定量的干糧從干燥機(jī)輸送 出來 故稱此機(jī)位分流循環(huán)干燥機(jī) 其實質(zhì)是干 濕糧混合干燥機(jī) 該干燥機(jī)具有以下特點 通過調(diào)節(jié)干濕糧混合比 可使任何高水分濕糧一次降 到安全水分 該干燥工藝雖然熱風(fēng)溫度較高 200 左右 但由于糧食受熱時間短 4 8min 谷物在循環(huán)干燥的過程中其溫度仍保持在 30 40 故谷物干燥后 的品質(zhì)較好 由于有較長時間的緩蘇過程和干濕谷物混合干燥的特殊機(jī)理 該谷物 干燥單位熱耗較小 有 20 30 的節(jié)能效果 這種干燥機(jī)在俄羅斯應(yīng)用較多 在 我國北方地區(qū)已研制成多級順流式及多級混流式干 濕糧混合干燥機(jī) 5HGS 系列產(chǎn) 品 烘干玉米效果較好正在大力推廣中 1 3 谷物干燥用的燃料 在對流式谷物干燥系統(tǒng) 設(shè)備 中 有兩大主要設(shè)備 即干燥機(jī)主機(jī)及供熱設(shè) 備 供熱設(shè)備又有供熱空氣和供熱煙道氣 簡稱爐氣 兩種 前者用于間接干燥 后者用于直接干燥 供熱空氣和供熱設(shè)備是利用換熱器把煙氣的熱量轉(zhuǎn)換到空氣中 使之成為熱空氣 其熱效率較低 一般為 60 70 供熱煙道氣的供熱設(shè)備 由 于把煙氣的熱量直接用于干燥中 其熱效率較高 為 80 90 但如燃燒不完全 則將對谷物有一定程度的污染 為了深入的研究供熱設(shè)備的合理結(jié)構(gòu) 參數(shù)及合理利用熱源 有必要對谷物干燥所 用的燃料性能 爐型結(jié)構(gòu)及平衡計算等做一了解 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 10 1 3 1 燃料的種類和成分 我國用于谷物干燥的燃料按形式分有 固體 液體和氣體三種 按來源分又有 天然燃料和人工燃料之分 固體天然燃料包括 木材 褐煤 煙煤 無煙煤 谷殼 莖稈及玉米芯等 其人 工燃料包括 木炭 焦炭 煤粉和煤球等 液體天然燃料為石油 其人工燃料為汽油 煤油 柴油和重油等 氣體天然燃料為天然氣 人工燃料油高爐煤氣 焦?fàn)t煤氣 發(fā)生爐煤氣及裂化煤氣 等 上述各種燃料主要由碳 C 氫 H 硫 S 氧 O 氮 N 灰分 A 水分 W 七種成 分做組成 其中 碳 氫 硫三種元素燃燒放熱 其燃料中有可燃成分 特別是碳 含量占固體燃料可燃基德 72 96 是基本可燃成分 氫燃燒時發(fā)熱量較大 但 在固體中含量很少 硫雖然能燃燒放熱 但其燃燒產(chǎn)物二氧化硫 SO2 有臭味 損 害谷物品質(zhì) 此外與水結(jié)合會變成亞硫酸 H2SO2 對金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用 因 此硫?qū)任锔稍锸遣焕囊蛩?燃料中氧 氮 灰分及水分的存在 相對地減少了 燃料中的可燃成分含量 而降低了燃料的發(fā)熱值 水分和灰分多的燃料不易燃燒 故把含水分 灰分多的燃料稱為劣質(zhì)燃料 固體和液體燃料成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示 而氣體的成分則用容積百分?jǐn)?shù)表示 根據(jù)對燃料進(jìn)行分析方法的不同 固體燃料的 成分有四種表示方法 應(yīng)用基 應(yīng)用基是表示實際應(yīng)用的成分 在各成分的代號上標(biāo)有角號 y 各代號表示 各成分的百分?jǐn)?shù) 其表示公式為 10 yyyCHNSAW 進(jìn)行燃燒計算時 要采用應(yīng)用基成分 分析基 為了消除因雨水或其他不穩(wěn)定水混入燃料中而影響其成分的分析 特規(guī)定出分 析基 即在分析燃料之前 先用風(fēng)干法 熱風(fēng)溫度為 45 50 去除燃料的外部 水分 這種除水后的成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為分析基 在各成分代號右上角有角碼 f 即 10 ffffffCHNSAW 干燥基 為了消除燃料外部及內(nèi)部水分對燃料的影響 先將燃料加熱到 102 105 然 后進(jìn)行分析 在成分代號的右上角標(biāo)注角號 g 即 10gggS 可燃基 出去全部水分和灰分以后驚醒成分分析 在成分代號上標(biāo)有角號 r 即 rrrCHNAW 在上述四種 基 中 由于各種 基 所含的內(nèi)容不同 其個成分的所占百分?jǐn)?shù)也 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 11 不同 如以碳 C 為例 yfgrC 如已知可燃基的 r 則可按下列換算公式進(jìn)行換算 1010yyAW fffr 10ggrC 1 4 谷物干燥用供熱設(shè)備的種類 在對流式谷物干燥中所用的供熱設(shè)備 是向干燥機(jī)輸送爐氣或熱氣的爐灶 其 種類很多 按燃料不同分為固體燃料爐灶 液體燃料爐灶和氣體燃料爐灶 按供熱 方式分為直接供給爐氣的爐灶和間接供給熱風(fēng)的爐灶 設(shè)有換熱器 按燃燒原理 不同又可分為層燃式爐灶和懸燃式爐灶等 現(xiàn)對我國在谷物干燥中常用的集中爐灶 的結(jié)構(gòu)及其供熱過程介紹如下 固體燃料水平爐排式手燒爐 這種爐灶目前在谷物干燥中尚有應(yīng)用 是以無煙煤為燃料直接向干燥機(jī)供給爐 氣的 該爐灶由爐膛 沉降室 混合室 冷風(fēng)調(diào)節(jié)門 煙囪 煙混合氣 爐氣 出 口及爐門 清灰門等所組成 在爐膛的下部設(shè)有水平爐排 爐排平面少許向后下方傾斜 爐排 或稱爐柵 的種 類有桿條式和孔板式兩種 桿條式爐排 爐條間的縫隙較大 為 3 15mm 活截 面 通風(fēng)面積 較大 其活截面系數(shù)為 0 2 0 4 適于木材或煤炭等大粒狀的燃料 燃燒 孔板式爐排為鑄鐵或鋼板制成帶有長形的整體式爐柵 其活截面系數(shù)較小 為 0 08 0 15 適于顆粒較小的燃料燃燒 桿條式爐排的通過活截面 通風(fēng)面積 風(fēng)速為 0 3 1 3m s 孔板式爐排通過活截面的風(fēng)俗為 5m s 左右 該爐作業(yè)爐膛燃 煤層厚度為 20cm 左右 在爐膛的上方設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口 使?fàn)t膛內(nèi)燃燒著燃料除得到下部供風(fēng)外 還得到上 方的補(bǔ)充風(fēng) 使煙氣中未燃盡的碳粒子得到充分燃燒 在爐膛的后面設(shè)有沉降室和 混合室 利用氣流轉(zhuǎn)向時的慣性沖力和重力 使較大顆粒的灰塵沉降下來 為使其 有較好的沉降作用 沉降室的風(fēng)速應(yīng)在 0 5m s 以下 沉降室后面連通著混合室 室內(nèi)有冷風(fēng)調(diào)節(jié)門 以便按干燥介質(zhì)溫度要求適當(dāng) 調(diào)配冷風(fēng)量 在混合式下部還設(shè)有火花撲滅器 利用斜傾帶孔的反射板使大顆粒的 碳粒和火花經(jīng)碰擊后存留在混合室內(nèi) 調(diào)節(jié)好的熱煙混合氣從混合室側(cè)口進(jìn)入干燥 機(jī) 為使?fàn)t灶生火時 爐內(nèi)沒有充分燃燒的煙氣 生煙 不進(jìn)入干燥室 特在 混合室上方設(shè)有煙囪 正常工作時將煙囪里的閘閥關(guān)閉 固體燃料傾斜爐排式手燒爐 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 12 該爐為傾斜爐排 爐排的傾斜角略大于燃料自然堆角 為一般為 45 左右 該 爐排由若干個水平直爐所組成 各爐條的寬度有一定重疊 以防燃料從縫隙流出 該爐在作業(yè)時 燃料在燃燒中自動落下 連續(xù)地完成預(yù)熱 燃燒和燃盡三個階段 燃料層厚度為 10 15cm 由于該爐連續(xù)地自動補(bǔ)充燃料 而不是間斷性的加料 其燃燒和供熱的穩(wěn)定性均比較好 該爐適于松散性較好的燃料燃燒 如谷殼 玉米 芯和其他松散性農(nóng)產(chǎn)品肥料等 列管換熱式熱風(fēng)爐 列管式熱風(fēng)爐是利用熱煙氣橫多層配置的冷風(fēng)管 對管內(nèi)流動的冷風(fēng)進(jìn)行加熱 為了充分利用爐體的散熱作用 一般將列管式換熱器直接與爐體連在一起 或制成 整體式 但也有人從檢修方便出發(fā) 將換熱器制成獨立式 列管式熱風(fēng)爐大都是錯流換熱 目前雖有多種機(jī)型但都存在著使用上的問題 主要 是風(fēng)管的外壁經(jīng)過長期使用后積存有煙垢 而清理煙垢又比較困難 該爐的換熱效 率約為 60 70 隨使用時間的延續(xù) 風(fēng)關(guān)壁煙垢的增加則熱效率逐漸下降 一般 達(dá)到 50 左右 該爐可提供的熱風(fēng)溫度為 200 以內(nèi) 如溫度過高則熱風(fēng)管有燒毀 或變形的危險 無管式熱風(fēng)爐 無管式熱風(fēng)爐是全金屬爐型 是利用幾層環(huán)形風(fēng)道與煙道之間的間壁進(jìn)行換熱 的 該爐為圓柱形 由內(nèi)部的爐膛及其外圍三層環(huán)形通道 兩層冷風(fēng)道 一層煙氣 道 爐柵 爐門 熱風(fēng)出口及煙氣引風(fēng)機(jī)等組成 其換熱器過程是這樣的 爐膛內(nèi)的煙氣由爐膛上的引煙管 多個彎形管 引入環(huán)形 煙道 即從里層算 第二層環(huán)形通道 由該煙道向下運動經(jīng)其下部的引煙機(jī)引出 機(jī)外 冷空氣由第三層環(huán)形通道 最外層 的上面入口處被吸入 然后由該風(fēng)道向 下方流動 留至下方后經(jīng)冷風(fēng)彎管 多個 引入到第一層 最里層 風(fēng)道 此后沿 該層風(fēng)道向上流動 并由上方熱風(fēng)出口被引出 該爐利用爐膛與三個環(huán)形通氣道的 煙和冷風(fēng)間壁進(jìn)行換熱 一般可使熱風(fēng)溫度達(dá) 200 左右 而煙氣與空氣換熱后達(dá) 150 200 左右由煙氣引風(fēng)機(jī)引出 該機(jī)為逆順換熱 熱風(fēng)溫度較高 散熱損失較 小 熱效率 60 70 無管式熱風(fēng)爐現(xiàn)在已發(fā)展到管 板相結(jié)合的換熱器結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)的機(jī)器型號較多 由 小型 10 x 410kcal h 420MJ h 到大型 120 x 410kcal h 5040MJ h 的系列產(chǎn)品 由于考慮 成本低 結(jié)構(gòu)簡單大都采用手燒式 機(jī)燒式及熱管式熱風(fēng)爐 機(jī)燒式熱風(fēng)爐 其供熱量較大為 60 x 4kcal h 2520MJ h 以上 采用機(jī)械上煤 鏈板或鏈斗式 機(jī)械填煤 鏈條爐排或往復(fù)爐排 和機(jī)械除渣 攪龍式或鏈板 式 大大改善了司爐工的操作條件和環(huán)衛(wèi)環(huán)境 并能提高其供熱的穩(wěn)定性 其熱 效率一般為 60 70 該爐的典型結(jié)構(gòu)為臥式 主要由爐膛 沉降室 換熱器 多為列管式 鏈條爐 排及除渣機(jī)組成 一般是將爐體與換熱器分開 便于維修和管理 但也有的熱風(fēng)爐 為提高爐膛內(nèi)部熱輻射的熱利用率 將換熱器直接裝載爐床之上 成為一個整體 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 13 但維修比較困難 燃油爐 目前應(yīng)用較廣泛的油爐是噴射式燃油爐 其所用主要燃料是柴油 為直接供熱 式 由于液體燃料的燃燒比較充分 煙氣中所含有害物質(zhì)甚微 基本上不存在對谷 物的污染 因此這種爐型在國外應(yīng)用較多 但國內(nèi)由于柴油供應(yīng)不足和油價較高目 前應(yīng)用較少 僅國營農(nóng)場有少量的應(yīng)用 燃油爐由燃油器 或稱噴油器 和燃燒室兩大部分組成 工作時首先由自動點 火器將燃油噴出的霧狀油氣點燃 然后進(jìn)入燃燒室 在該室內(nèi)與引入的大量空氣充 分混合并燃燒 燃燒后的產(chǎn)物 煙氣 爐氣 由引風(fēng)機(jī)引出并送向干燥機(jī) 為了增 加該爐的熱效率 在燃燒室的外層空氣道內(nèi)設(shè)有輻射板 可將燃燒室外三的熱量經(jīng) 輻射板再反射回來 2 谷物干燥機(jī)設(shè)計 2 1 谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計 順流干燥是熱介質(zhì)流動方向與谷物運動方向相同的一種干燥工藝 相對濕度低 的高溫?zé)峤橘|(zhì)首先與高水分低溫的谷物接觸 可迅速汽化谷物表面水分 達(dá)到干燥谷 物的作用 而又不至于會使谷物本身受熱溫度過高 熱介質(zhì)在穿越物料過程其濕度不 斷增大 溫度不斷降低 從而可避免谷物干燥過程的大幅度升溫 保證了谷物的干燥 品質(zhì) 根據(jù)對國內(nèi)外有關(guān)資料的分析 對逆流 混流 順流等幾種干燥工藝進(jìn)行對 比 在實驗的基礎(chǔ)上 采用順流加緩蘇干燥工藝 進(jìn)行一級逆流冷卻后排糧 并在一塔內(nèi) 完成 以燃煤間接加熱空氣為干燥介質(zhì) 另外 根據(jù)谷物干燥品質(zhì) 降水幅度和生產(chǎn) 能力的要求 亦可采用多級加熱和緩蘇 工藝流程為 初步清選后的濕糧由皮帶輸送機(jī)送入主提升機(jī) 將其提升到塔體上部 由卸料口 進(jìn)入塔體內(nèi) 濕糧由塔體上部緩慢向下移動 熱風(fēng)受角狀管的作用自上向下運動 工藝流程 圖為 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 14 循 環(huán) 出糧 級緩 蘇 級緩 蘇 緩蘇冷卻 級緩 蘇 級加 熱 級緩 蘇 級加 熱預(yù)混濕糧 圖 2 1 工藝流程圖 在流動中經(jīng)過一級加熱室加熱 經(jīng)過一級緩蘇室后 流經(jīng)第二加熱室 流經(jīng) 第二緩蘇室 此后在干燥機(jī)內(nèi)縱向設(shè)置了中間隔板將下部空間分成兩半 其一是第 三級加熱室和三級緩蘇室 此路糧食為熱循環(huán)糧 糧溫約為 35 出機(jī)后流入提升 機(jī)接受斗參與循環(huán)干燥 其二是逆流冷卻糧通道 經(jīng)過此通道冷卻的糧食由機(jī)下排 出 冷卻時間較長 達(dá)到出糧溫度不高于環(huán)境溫度 5 之差 該機(jī)是用兩臺熱風(fēng)機(jī)供熱 一臺熱風(fēng)機(jī)向第一加熱室供熱風(fēng) 另一臺熱風(fēng)機(jī) 向第二 第三加熱室供給熱風(fēng) 兩臺風(fēng)機(jī)分別控制熱風(fēng)溫度 在熱風(fēng)管道處配有溫度傳感器 通過電控裝置可控制助燃風(fēng)機(jī)的開停 以便達(dá)到 作業(yè)溫度要求 2 2 干燥機(jī)的設(shè)計 2 2 1 干燥機(jī)的外殼及工作室材料選擇 干燥機(jī)的外殼采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板 表面采用靜電噴塑工藝 外觀新穎 堅固耐 用 其標(biāo)準(zhǔn)尺寸為公稱厚度為 3 5mm 寬度為 1 70m 長度為 6m 工作室為冷軋 加強(qiáng)板噴涂耐高溫漆造形 工作室與外殼之間有玻璃纖維做保溫材料 能滿足東北 冬季干燥的需要 其尺寸為公稱厚度 3mm 寬度為 1 70m 長度為 6m GB T 708 7988 框架采用熱軋槽鋼及熱軋等邊角鋼焊接制成 外殼與槽鋼及角鋼之間連 接為焊接 工作室內(nèi)壁與槽鋼之間連接為焊接 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 15 2 2 2 小時去水量計算 hw 1210hMWG 代入濕糧生產(chǎn)率 1 15000kg h 原始水分 1M 19 烘干后水分 14 則得 h 294 5087 kgHOh 2 2 3 小時干燥能力 tg計算 已知降水幅度為 M 5 濕糧生產(chǎn)率 1G 15000kg h 則其小時干燥能力 tg為 1tg 2 tHOh 15000 5 75 2 t 2 2 4 加熱室容積的確定 加熱室容積是根據(jù)干燥機(jī)干燥強(qiáng)度 每 m 容積每小時的去水量 而確定 本 機(jī)為順流式干燥機(jī) 故干燥強(qiáng)度較大取為 50kg h 3 3872950 6hWVA h 該干燥機(jī)的小時去水量 kg h A 該干燥機(jī)的干燥強(qiáng)度 50kg h 3m 加熱室的有效容積系數(shù)取 0 6 一般為 0 6 0 8 其中第一加熱段與第二加熱段容積相等 但是由于谷物干燥機(jī)在內(nèi)部設(shè)置了縱 向的中間隔板 將下部空間分成兩半 其一是第三加熱室與第三緩蘇室 另一部分 為逆流冷卻糧食通道 所以第三加熱段容積為第一及第二加熱段容積的一半 經(jīng)濟(jì) 算得 第一加熱段容積 第二加熱段容積 2 倍的第三加熱段容積 11 6 3m 干燥倉為方倉 設(shè)計時要注意干燥倉的跨度不要過大 以防過大的增加谷床下面支 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 16 撐板的負(fù)荷 取斷面為 2x4 2m 同時考慮到加熱室內(nèi)部的進(jìn)氣與排氣管路的結(jié)構(gòu) 尺寸與谷層厚度則加熱室高度為 jVHBL 加熱室容積 B 加熱室寬度 2m L 加熱室長度 4m 計算的加熱室高度 j為 1 45m 取為 1 5m 2 2 5 緩蘇室容積的確定 設(shè)計時由于通過加熱室與緩蘇室的時間是相同的 所以緩蘇室與加熱室的尺寸 是相同的 2 2 6 冷卻室容積的確定 由于該干燥機(jī)的冷卻室與第三加熱室及第三緩蘇室分別一半 所以冷卻室的容 積與加熱室容積的相同 冷卻室的斷面為 2x2 2m 高度為 1 5 m 2 2 7 估計干燥機(jī)的總高度 H總 H 總 H i H p H s H d y 式中 H i 加熱室高度 H i 4 5m H p 緩蘇室高度 H p 4 5m H s 頂部貯糧段高度 取 H s 2m H d 底部排糧段高度 取 H d 2m 排糧段距地面高度 取 1my y H 4 5 4 5 2 2 1 14m 2 3 風(fēng)機(jī)參數(shù)的計算 風(fēng)機(jī)是把機(jī)械能傳給空氣 使空氣產(chǎn)生壓力差而流動的機(jī)械 風(fēng)機(jī)是谷物干燥 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 17 機(jī)的主要部件 按空氣在風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動的方向來分類 風(fēng)機(jī)可分為軸流式 離心式 混流式三大類 離心式風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口 出風(fēng)口 葉輪 機(jī)殼等組成 2 3 1 熱風(fēng)機(jī)流量 Q 計算 12vW d 水 式中 介質(zhì)干前與干后的比容 認(rèn)為干前 干后不變 d1 熱介質(zhì)干前的濕含量 kg H 2O kg 干空氣 d 2 廢氣的濕含量 kg H 2O kg 干空氣 經(jīng)計算得 330 91872Q 5901m 50 4hh 取 2 3 2 風(fēng)壓計算 熱風(fēng)機(jī)的壓頭應(yīng)包括 風(fēng)機(jī)的動壓力 h d及靜壓力 h g為谷層阻力 h l為沿程壓 力阻力 h為管道各項壓力損失 h j兩部分 而 h j h g h l 29 8drv 分別計算 29 8drvhg 式中 r 熱介質(zhì)容重 根據(jù) 20 0C 的 r 20進(jìn)行計算 t 介質(zhì)溫度 C 2073 r 0 996kg m 風(fēng)機(jī)出口速度 初選 10m s 則 0 91870 2dhPa h g 10 al gu blu 2 式中 l 谷層厚度 l g 0 5m 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 18 U 谷層斷面的氣流平均速度 取 u 0 3m s b 為系數(shù) 玉米的 a 50 b 859 則 g 2h 10 5 3 859 0 3 46 Pa lrvhDg 式中 管道摩擦系數(shù) 取 0 02 D 管道直徑 取 D 256mm 則 0 2 910985 568lhPa 取其為 30 pa 則 風(fēng)機(jī)的壓力 h j 70 462 55 30 617 Pa 2 3 3 選擇熱風(fēng)機(jī) 據(jù)所需的風(fēng)壓和風(fēng)量來確定風(fēng)機(jī)的大小 即機(jī)號 從理論上講 只要有一臺風(fēng) 機(jī) 把轉(zhuǎn)速提高到一定程度 都可達(dá)到某一風(fēng)壓和風(fēng)量 但實際上由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的 限制 效率低和不經(jīng)濟(jì)等原因 實際中難于實現(xiàn) 因此本設(shè)計根據(jù)該干燥機(jī)所需熱 風(fēng)量選擇兩臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)作業(yè) 則每臺的風(fēng)量為 25000 m 3 h 及要求壓力為 617 Pa 擬選用兩臺 NO 10C 型風(fēng)機(jī) 其轉(zhuǎn)速 n 710r min 流量為 20000 28000 m 3 h 壓力 600 700 Pa 離心式通風(fēng)機(jī)由葉輪 機(jī)殼和機(jī)座三個基本部分組成 葉輪是通風(fēng)機(jī)的最主要 部件 它由輪轂后盤 葉片和前盤組成 輪轂書后盤和主軸的連接件 后盤用 螺 釘固定在輪轂上 前盤是通風(fēng)機(jī)吸氣側(cè)的圓盤 葉片的兩端分別與后盤和前盤銜接 離心式通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼呈蝸殼形 由鋼板焊接而成 在機(jī)殼的側(cè)面設(shè)有圓形進(jìn)口 在 蝸殼方向設(shè)有出風(fēng)口 離心式通風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向必須與機(jī)殼的蝸卷方向一致 2 3 4 熱風(fēng)機(jī)供熱計算 10 hHQrCt 式中 1t 熱風(fēng)溫度 第一熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度為 120 第二熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度為 80 0t 環(huán)境溫度 28 C 比熱 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 19 r 容重 4h12H50 91 208 50 91 802 3710 KJh 2 3 5 選擇冷風(fēng)機(jī) 冷風(fēng)量為熱風(fēng)量的 0 3 0 5 倍 取 20000m 3 h 15000 m 3 h 25000 m 3 h 風(fēng)壓約為谷層阻力的 1 2 1 5 倍 取 600Pa 600 693Pa 則選冷風(fēng)機(jī)的型號選為 NO 82 其轉(zhuǎn)速 n 710r min 流量為 21200 m h 壓力 600 700 Pa 2 3 6 角狀管設(shè)計計算 圖 2 2 角狀管排列尺寸 角狀管的材料通常為 0 8 1 5mm 的鋼板制成 設(shè)計時選用 1mm 的鋼板 已經(jīng) 風(fēng)機(jī)流量為 角狀管端面面積為 且還要根據(jù)進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)時在通350 mh20 5m 氣角狀管的斷面風(fēng)速 應(yīng)小于 5 6m s 取 計算 dV sdV036dQNf 式中 全風(fēng)量 5 mh 角狀管端面面積 20 5f N 因為分 3 級干燥 則每個干燥室進(jìn)風(fēng)角狀管數(shù)量為 18 個 出氣角狀管與進(jìn)氣 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 20 角狀管交錯布置 所以出氣角狀管數(shù)量為 16 個 其中冷卻室進(jìn)氣角狀管數(shù)量也為 18 個 采用逆流冷卻的形式 與第三干燥室共用出氣角狀管 2 3 7 角狀管樣式及鏈接方式 角狀管長度為 2m 其中間部分用圖中 1 所示的 M6 的長桿螺栓加套筒支撐 邊 緣與箱體之間的連接為焊接 圖 2 3 角狀管長度 3 升運機(jī)構(gòu)及排糧機(jī)構(gòu)的計算 3 1 斗式提升機(jī)的選型與計算 選用斗式提升機(jī) 其優(yōu)點是 結(jié)構(gòu)簡單 提升高度和輸送能力大 有良好的密 封性 橫截面積尺寸小 占用生產(chǎn)面積小 選逆向進(jìn)料 斗速度 1 5m s 斗裝備系 數(shù)值 0 85 選 TH500 型提升機(jī) 其技術(shù)規(guī)格如下表 主軸轉(zhuǎn)速 斗容 斗距 斗寬 鏈輪節(jié)圓直徑 n min l mm mm mm 35 8 9 3 678 500 800 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 21 3 1 1 輸送量的計算 Q 3 6 a i 式中 Q 斗式提升機(jī)的輸送量 I 斗容積 L A 二相鄰斗之間的距離 被輸送物料的容重 一般為 0 56 0 58 取 0 57 則 9 36150 7836 8th 3 1 2 功率計算 斗式提升機(jī)驅(qū)動的軸功率 0367QHN 式中 H 提升高度 為 17m 斗式提升機(jī)的效率 為 0 7 則 012 7 369kw 斗式提升機(jī)需要電動機(jī)的功率 0NK 式中 傳動效率 取平皮帶傳動 0 85 K 電動機(jī)的功率儲備系數(shù) H 20 時為 2 90 則 2 1790 4 85Nkw 3 2 螺旋輸送機(jī)的選型與計算 3 2 1 螺旋輸送機(jī)選型 螺旋輸送機(jī)是一種無擾性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備 是利用螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)推 動散粒物料沿機(jī)槽運動的設(shè)備 在螺旋輸送機(jī)機(jī)槽內(nèi)裝有軸 軸上固定有螺旋葉片 軸由兩端的合軸承支承 由電動機(jī)通過傳動裝置帶動螺旋軸旋轉(zhuǎn)而工作 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 22 螺旋輸送機(jī)工作時 糧食由進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)槽后 在螺旋的螺旋葉片的推動下 糧食沿機(jī)槽以滑動方式做軸向運動 直至卸料口卸出 物料在機(jī)槽內(nèi)的軸向運動就 像螺母在旋轉(zhuǎn)的螺桿上做平移運動一樣 但物料不能隨螺桿旋轉(zhuǎn) 是由于物料的重 力和物料對槽壁的摩擦力的作用 使物料發(fā)生翻滾運動 螺旋輸送機(jī)由螺旋體 機(jī) 槽 軸承和驅(qū)動裝置等主要部件組成 選 LSS40 型螺旋輸送機(jī) 其技術(shù)規(guī)格如表 6 4 3 2 2 螺旋輸送機(jī)輸送量的計算 Q 47D 2cSn 式中 D 螺旋葉片的外徑 機(jī)槽內(nèi)物料的裝載系數(shù) 取 0 3 n 螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速 物聊單位容積的質(zhì)量 取 0 57 S 螺距 C 傾斜輸送時機(jī)槽內(nèi)物料橫截面積的修正系數(shù) 為 1 則 Q 47 24 0 57 0963 45 t h 3 3 換熱器計算 3 3 1 換熱器的換熱量 根據(jù)低溫流體在換熱進(jìn) 出口的溫度要求和流量來計算 H C t t hvQg21 螺旋直徑 螺距 轉(zhuǎn)速 機(jī)槽內(nèi)寬 功率 mm mm r min mm kw 400 360 96 416 3