ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДИНАМІКИ ПАРАМЕТРІВ ЗЕРНОВОЇ МАСИ У ПРОЦЕСІ КОНВЕКТИВНОГО СУШІННЯ

Анотація

Стаття присвячена експериментальним дослідженням математичної моделі динаміки температури та вологості зернової маси у процесі конвективного сушіння з використанням конвеєрної сушарки. Розглянуті особливості процесів, що відбуваються під час конвективного сушіння. Зазначена перспективність використання конвеєрних сушарок для удосконалення процесу сушіння зерна. У зв’язку з тим, що процес сушіння умовно поділяється на два етапи, а саме, безпосередньо підігрів зерна нагрітим повітрям та відлежування, при якому зменшення вологості зерна відбувається за рахунок отриманої теплової енергії, доведена доцільність розробки математичної моделі процесу, що дозволить прогнозувати динаміку температури та вологості зернової маси як на етапі активного сушіння, так і при «сухій аерації». При виборі оптимального режиму сушки і раціональної конструкції зерносушильного обладнання в першу чергу слід забезпечити умови, необхідні для отримання заданих технологічних властивостей зерна. Це завдання пов'язане зі знаходженням нестаціонарних полів вологовмісту і температури в процесі сушіння, тобто з рішенням системи диференціальних рівнянь тепло- і масопереносу. При розробці моделі динаміки параметрів зерна запропоновано використовувати метод кінцевих різниць. Підкреслено важливість формулювання початкових та граничних умов з урахуванням конструктивних та технологічних особливостей зерносушарок, та істотний вплив цих умов на адекватність загальної моделі динаміки процесу сушіння. Для перевірки адекватності математичної моделі процесу сушіння зерна, проведено ряд експериментальних досліджень з використанням сушильної шафи, трьох датчиків температури, датчику вологості та програмно-апаратні засоби Arduino для обробки отриманих даних. Перевірка адекватності математичної моделі, з використанням отриманих експериментальних даних, довела, що розроблену модель, реалізовану у програмному пакеті Matcad, можна використовувати для оптимізації процесу сушки з урахуванням кількісних характеристик теплофізичних і термодинамічних властивостей зерна, що впливають на процес тепло- і масопереносу в зерновому шарі.