34
Подставив это выражение в уравнение (7) получим [42, 43]
)
(
2
)
(
2
2
)
(
0
0
0
0
0
0
f
m
P
g
Z
f
P
g
Z
f
P
g
Z
f
P
g
V
б
(11)
Здесь
m=
Z
d
VZ
)
4
(
2
0
где
γ
– насыпная плотность зерна.
Сила бокового давления зависит от массы зерна, находящегося вокруг
потока, истекающего из выпускного отверстия (см. рис. 4). Раскладывая на
составляющие силы тяжести
m
0
g
вокруг отверстия, находим силу бокового
давления на вертикальный поток [42, 43]
cos
(sin
)
(
4
)
cos
(sin
cos
sin
2
0
2
0
0
0
f
g
Z
d
D
f
g
Z
F
gf
m
g
m
P
б
), (12)
где
α
-
угол наклона днища бункера;
)
(
4
2
0
2
0
d
D
F
- площадь поперечного
сечения зерна, находящегося вокруг истекающего потока над выпускным
отверстием;
D
- диаметр бункера;
F
- коэффициент
внешнего трения между
днищем бункера и зерном.
Тогда скорость истечения зерна через выпускное отверстие согласно
уравнению (11) [42, 43]:
0
2
0
2
)
cos
)(sin
1
(
1
2
f
f
d
D
Zg
V
(13)
Величина расхода зерна определяется по уравнению [42, 43]
0
2
0
2
0
)
cos
sin
)
1
(
1
2
4
3600
f
f
d
D
g
Z
d
Q
ср
, (14)
где
Z
ср
=
2
max
Z
- средняя высота слоя материала;
Z
max
- максимальная высота слоя
материала в бункере.
Разработанная модель позволила установить особенности движения
массы зерна в хранилищах и являлась теоретической базой нового подхода
к повышению технологической эффективности и интенсификации
внутренних перемещений зерна. На основе
полученной математической
модели разработана программа для расчетов объемов и необходимого
времени для внутреннего перемещения зерна на хлебоприемных
элеваторах с одновременной выдачей данных и числе обменов воздуха в
межзерновых пространствах и текущем уровне насыпи в силосе. При
35
послойном
размещении зерновой массы, для длительного хранения,
верхний слой следует формировать из партий зерна более устойчивых к
хранению [42, 43].
Зерновая масса, находящаяся над выпускным отверстием бункера, при
выгрузке переходит из статической совокупности зерен, случайно
ориентированных в трехмерном пространстве силосного хранилища, в
более упорядоченное состояние. При этом необходимо учитывать влияние
данного физического процесса на изменение термодинамического
состояния хранящегося зерна.
Процесс хранения можно рассматривать
как взаимосвязь физико-
химических, физиолого-биохимических и термодинамических процессов в
зерновой массе в результате хранения.
Аналитическое описание термодинамического режима зерновой
массы позволяет установить закономерности протекающих физико-
химических,
физиолого-биохимических
процессов
в
условиях
многофакторных воздействий, связанных с
особенностями формирования
структуры зерновой насыпи, как в оперативных емкостях, так и в силосах
для длительного хранения [42, 43].
В объемах, размещаемых для хранения зерновых масс в результате
окислительных процессов, изменяется термодинамический режим,
который зачастую приводит к его самосогреванию.
На термодинамический режим зерновой
массы в зернохранилищах
влияют их влажность, температура, особенности формирования структуры
насыпи и внешние условия. По свойствам и особенностям формирования
структуры зерновой насыпи их можно разделить на три вида:
сформированные из зерна однородного по температуре, разнородного и
перемешанного в определенном соотношении и засыпанного слоями. При
этом в зависимости от вида хранилища
будет меняться и его
термодинамическое состояние.
Предположим, что размещается однородная зерновая масса и при
загрузке хранилища объем уплотняется. Примем, что загрузка и
уплотнение зерновой массы способствуют равномерному распределению
зерновой массы по высоте зернохранилища
Достарыңызбен бөлісу: