Вентиляция кагатов сахарной свеклы
Главная / Полезная информация / Вентиляция кагатов сахарной свеклы
06.06.2014

Сопротивление воздушного потока сахарной свеклы

Краткое содержание


В данной статье описывается конкретный эксперимент, проведенный в естественных условиях и  документированием конкретных показателей. Также Вы можете найти на нашем сайте оборудование для вентиляции кагатов,  примеры выполненных проектов на территории Российской Федерации. 

Сохранность при активном вентилировании кагатов свеклы увеличивается на 50-70%, т.е окупаемость оборудования определяется сроком 1-2 года, в зависимости от проекта. 

В Альберте, Канада, до обработки сахарная свекла хранится в больших кагатах на открытом воздухе. Если кагаты не вентилируются, чаще всего они начинают гнить изнутри. Данные о сопротивлении воздушного потока необходимы для прогнозирования равномерности потока воздуха и разработки оптимальной системы вентиляции. Как следствие, было изобретено и произведено устройство для измерения сопротивления воздушного потока свеклы. Свеклу поделили на 3 категории по весу: меньше 1200гр., больше 1200гр., смешанные плоды. Исследовали кагаты, как из чистых корнеплодов, так и из корнеплодов с инородными предметами, масса которых составляла от 4.4 до 8.5% относительно массы кагата/корнеплода. Использовались следующие значения расхода воздуха: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.3. и 0.5 м3/сек/м2. Измерение воздушных потоков проводились с контейнером в вертикальном и горизонтальном положениях. Объемная плотность и пористость корнеплода сахарной свеклы влияет на сопротивление воздушному потоку. Были установлены две модели сопротивления воздуха, а именно, Шеддс и Хакил и Ивс. Небольшие корнеплоды оказывали сопротивление воздушному потоку до 1,9 раза выше, чем крупные. Инородные предметы в корнеплодах вызвали повышенное сопротивление воздушному потоку.

Вентиляция кагата свеклы

Сахарная свекла является одной из основных сельскохозяйственных культур в южной части провинции Альберта, Канада. В 1999 и 2000 годах были собраны 839 773 и 920 252 тонн свеклы соответственно. Из-за короткого периода сбора урожая и ограниченных возможностей обработки, появляется необходимость хранения свеклы до обработки. Укладка урожая обычно начинается в конце сентября и продолжается в октябре. Обработка начинается немедленно и продолжается вплоть до февраля или марта, или пока весь урожай не будет обработан. Урожай хранится до 120 дней и более в зависимости от скорости обработки и объема урожая.

Потери свеклы при хранении зависят от многих факторов, включая период времени хранения, температуры корнеплода, температуры окружающей среды, степени механического и морозильного повреждения. Петерсон и др. (1987) подсчитали, что свекла теряет от 0,15 до 0,25 кг сахара на тонну урожая в день во время хранения. Принудительная воздушная вентиляция кагатов является эффективной в борьбе с ростом температуры, вызванным дыханием корнеплодов в кагатах. Вентиляция снижает температуру и, как следствие, значительно снижает потери при хранении. Квамме (1952) показали, что потери сахара были снижены на 50%, при вентиляции кагатов со скоростью примерно 0,005 м3/сек/тонна (10 фут3/мин/тонна). Тем не менее, монтаж вентиляционных систем хранения в Альберте был ограничен. Расходы, связанные с установкой и эксплуатацией системы вентиляции, компании должны были компенсировать за счет снижения потерь при хранении.

Области плохого распределения воздушного потока являются общей проблемой в проветриваемом помещении. Такие области имеют тенденцию нагреваться (горячие точки) и в конечном итоге приводят к гниению. Холдредж и Вайс (1982) подтвердили, что горячие точки, как правило, появляются в местах, где поток воздуха ограничен. Они пришли к выводу, что почва и наличие инородных предметов на корнеплодах в хранилище является важным фактором в появлении горячих точек.

Равномерность распределения потока воздуха в кагате может зависеть от размера и формы свеклы, изменчивости направленных сопротивлений, определяемых формой корнеплода и способом укладки, и количества почвы, смешанного со свеклой. Ирвин и др. (1993) изучали влияние вышеуказанных факторов на сопротивление воздушного потока клубней картофеля. Сопротивление воздушного потока больших клубней составило 41% от сопротивления мелких клубней. Наличие рыхлого грунта увеличивает сопротивление воздушному потоку в вертикальном направлении.

Нил и Мессер (1976) определили сопротивление воздушного потока лука, морковки и картофеля, и пришли к выводу, что почва на урожае оказывает больше влияния на сопротивление воздушного потока, чем различия в физических свойствах самого урожая. Тем не менее, Смолл and Ходжиксон (1989) отметили, что содержание почвы (5%) в клубнях картофеля не оказывало никакого влияния на изменения статического давления в круглых воздуховодах вентиляционных систем, но имело незначительный эффект в полукруглых воздуховодах систем вентиляции.

В качестве средства для более точного определения требований к вентиляции, это исследование изучило перепад давления и характеристики воздушного потока в вентилируемых кагатах сахарной свеклы. Сопротивление воздушного потока требуется для прогнозирования распределения воздушного потока в вентилируемом кагате и определения требований к мощности вентилятора.

Целью данного исследования было определить сопротивление воздушного потока сахарной свеклы, изучить влияние размера корнеплода, наличия почвы и инородных объектов в кагате, а также влияние направления воздушного потока на сопротивление воздушного потока свеклы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Выбор образцов для исследования

Образцы сахарной свеклы были отобраны из свежесобранного урожая в Табер, Альберта в октябре 1998 года. Сахарная свекла была выращена в орошаемых районах вблизи Табер. Средний вес был около 1200 грамм. Для экспериментов, свекла была отсортирована по весу: a) вес меньше 1200 грамм (маленькие корнеплоды); б) вес больше 1200 грамм (крупные корнеплоды); в) неотсортированные корнеплоды. Отобранные корнеплоды были очищены от почвы. Отсортированные корнеплоды были размещены следующим образом: a) крупные - в 4 контейнера из проволоки; б) мелкие – в 4 контейнера из дерева; в) неотсортированные – в 3 контейнера из дерева. Каждый контейнер содержит около 900 кг свеклы. Деревянный контейнер наполнен посторонними предметами (почва, камни, части растений). Данный материал был доставлен в Сельскохозяйственный Инженерный центр (АВЭК) в Эдмонтон для хранения и тестирования. Перед тестированием корни хранились в помещении при температуре ниже 9 °С.

Устройство для измерения сопротивления воздушного потока

На рисунке 1 показано устройство, используемое для измерения сопротивления воздушного потока (падения давления) сахарной свеклы. Устройство состоит из вентилятора, воздуховодов, и контейнера, где хранится свекла. Корни были отделены от наполнения металлической сеткой диаметром 6,4 мм с квадратными отверстиями 19 мм. Соединение наполнения ящика и воздуховода диаметром 406 мм осуществляется посредством перехода, форма которого меняется от прямоугольной к круглой с углом сходимости 60°. Одну стену бункера можно было снять для его очистки и заполнения. Съемная стена была разделена на четыре секции: каждая секция по отдельности могла быть на своем месте либо быть снята, чтобы облегчить погрузку и разгрузку.

рис (а)

рис (б)

Рисунок 1. Устройство для измерения сопротивления воздушного потока свеклы. (a) Вертикальное направление потока воздуха. (б) Горизонтальное направление потока воздуха

Устройство было окрашено внутри и снаружи. Уплотнительная система была включена, чтобы предотвратить утечку воздуха вокруг каждой секции. Четыре стенки контейнера были выложены полиэтиленом с закрытыми порами толщиной 25,4 мм. Также был применен силиконовый герметик вокруг внутреннего периметра. Внутренние размеры контейнера были 1 метр в ширину, 1 метр в длину и 2 метра в высоту. Во время тестирования в вертикальном направлении воздушного потока (рис. 1 (а)) верхняя часть контейнера была открыта. Воздух подводился к нижней части контейнера.

Контейнер был разработан и изготовлен таким образом, что мог измерить сопротивление воздушного потока и при горизонтальной его подаче (рис. 1 (б)).

Съемная стенка стала лучшим изобретением этой установки. В ходе испытаний, эта стена была снята и поверх свеклы была размещена полиэтиленовая пленка. А снятая стенка из металлической сетки была установлена напротив зафиксированной стороны. При такой конфигурации, вентилятор работает при отрицательном давлении, что в свою очередь вызывает герметизацию полиэтиленовой пленки и предотвращает поток воздуха через свободное пространство над свеклой.

Контроль потока воздуха и измерения

Воздушный поток генерировался центробежным вентилятором с приводом 4 кВт (3 л.с.). Диаметр воздуховода - 406,4 мм. Поток воздуха измерялся обрезными диафрагмами (Jorgensen. 1983). Две диафрагмы построены из плоской черной стали толщиной 13,2 мм с соотношениями диаметра 0,35 и 0,60 для измерения потока воздуха от 0,01 до 0,10 м3/сек/м2 и 0,20 до 0,50 м3/сек/м2 соответственно. Фланцевые отводы установлены на расстоянии 25,4 мм с каждой стороны диафрагмы для измерения перепада давления. Диафрагма была расположена в 10-ти диаметрах воздуховода (4.1 м) от вентилятора при вертикальном и горизонтальном испытании воздушного потока для обеспечения прямого потока воздуха. Давление, превышающее 124,4 Па измеряли с использованием Dwyer Model 125 AV наклонного манометра (Dwyer Instruments Inc, Michigan City. ПО). Для давлений менее 124,4 Па, был использован датчик давления (режим "PX 653-0.5D5 В, Омега Инжиниринг. Инк. Стэмфорд. КТ) с точностью 0,25% от полной шкалы (124,4 Па полная шкала). Площадь поперечного сечения контейнера составила 1 м2.

Измерения сопротивления потока воздуха

Статическое давление на расстоянии 0.5, 1.0, 1.5 и 2.0 м от верхней части контейнера были измерены для следующих значений скорости воздушного потока: 0.01, 0.02, 0.06, 0.04, 0.08, 0.10, 0.20, 0.30, 0.40, и 0.50 м3/сек/м2. Так как падение давления при низких скоростях воздушного потока было незначительным, построили контейнер с глубиной 2 метра для более точного измерения.

Статические и динамические давления менее 124,4 Па измерялись с помощью датчика дифференциального давления (Модель PX 653 -.. 0.5D5V Омега Инжиниринг Инк, Стэмфорд КТ.). Давление между 124,4 и 248,8 Па измерялись с помощью наклонного манометра Der Модель 125 AV (Дуайер инструменты Инк. Мичиган-Сити, Индиана) с полной шкалой 248,8 Па и шагом 1.2 Па. Давление выше 248,8 Па измерялось с помощью наклонно-вертикального манометра Дайер Модель 400-23 (Дуайер инструменты Инк. Мичиган города, IN). Наклонная часть этого манометра может измерить до 547,4 Па с шагом 5 Па.

При испытаниях вертикального воздушного потока, система работала под положительным давлением. Чистые корнеплоды загружались вручную через четыре секции съемной стенки контейнера. Стенки секций устанавливались обратно по мере увеличения уровня свеклы в контейнере. Каждый участок стены был выровнен пеной для предотвращения утечки воздуха. Во время разгрузки, самая верхняя секция съемной стены снималась в первую очередь.

При испытаниях горизонтального воздушного потока, система работала под отрицательным давлением. Воздуховод был размещен так, что диафрагмы находились на расстоянии 10-ти диаметров воздуховода от контейнера. Съемная часть стенки бункера стала верхней частью, а съемная стенка из металлической сетки устанавливается в конце (верхняя часть при вертикальном положении) контейнера, чтобы удержать корнеплоды (рис. 1 (б)).

Для экспериментальных исследований с наличием инородных предметов, они были добавлены постепенно и равномерно во время загрузки свеклы. После измерения сопротивления воздуха, инородные материалы были извлечены и сохранены отдельно в деревянном бункере.

Опытная конструкция

В этом эксперименте учитывались следующие факторы: а) размер свеклы; б) наличие инородных материалов; в) направление воздушного потока. Сопротивление воздушного потока измеряли в двух параллельных испытаниях. Размеры свеклы: a) маленький; б) большой; в) неотсортированные корнеплоды. Содержание инородных предметов было основано на значении, предоставленном Rogers Sugar, которое составляет 4 - 5% относительно массы свеклы. Исследовались следующие два уровня содержания посторонних веществ: a) 0% или чистые корнеплоды; б) 4 - 5% для маленьких и крупных плодов, и 8.5% для неотсортированных. Эксперименты длились около месяца и к тому времени, когда начали мерять сопротивление воздушного потока смешанных корнеплодов с посторонними веществами, состояние корнеплодов и растительных материалов в контейнере значительно ухудшилось. Таким образом, посторонние предметы уже занимали меньший объем. Свекла также потеряла вес из-за потери влаги, что объясняет высокое содержание посторонних предметов смешанных корнеплодов. Направление потока воздуха: а) по вертикали; б) по горизонтали.

Измерение влажности и плотности

Содержание влаги в свекле, используемой для измерения сопротивления воздушного потока, определялось печным методом. Пять образцов свеклы из каждой группы (смешанные, малые и большие) были выбраны случайным образом для определения влажности.

Каждый корень по отдельности измельчали в блендере. Получившуюся смесь делили на 3 части весом в 15 грамм (образцы), остальную часть выбрасывали. Каждый образец высушивали в механической конвекционной печи при 75'C в течение 48 часов. Содержание влаги фиксировалось в процентах относительно массы свеклы в нормальном состоянии. Таким образом, для каждого вида свеклы производилось 15 измерений (5 представителей каждого вида по 3 образца).

Объемная плотность определялась каждый раз, когда бункер был заполнен, путем взвешивания всех корней до заполнения бункера объемом 2 м3. В экспериментах, где присутствовали посторонние предметы, их вес был также включен в расчет объемной плотности. Плотность корневых частиц определяли путем разрезания образцов таким образом, чтобы они соответствовали чаще микрометрического пикнометра 1305 размером в 135 см. Используя газообразный гелий, пикнометр определял скелетный объем образца. Плотность частиц – это отношение массы к скелетному объему образца, которое выражается в кг/м3. Пористость (%) или объемный процент, занимаемый воздухом в измерительном бункере в ходе каждого испытания рассчитывали из значений плотности частиц и объемной плотности.

Анализ сопротивления воздушного потока

В соответствии с данными были использованы две модели. Первая модель Шедда (1953) представлена ​​следующим образом:

формула 1.png

(1)


Где:

Q — расход воздуха на единицу площади, м3/сек/м2

DP/L — перепад давления на единицу глубины, Па/м

A, B — экспериментальные константы для каждого испытания

Чтобы выполнить обратный расчет, это уравнение будет выглядеть следующим образом:

формула 2.png

(2)


Где:

A¢, B¢ — экспериментальные константы для каждого испытания

Вторая модель, предложенная Хакилом и Ивом (1955) описана в ASAE D272.2 ОИК 95 (ASAE. 1996). Эта модель рассчитывает падение давления на единицу глубины из известной скорости воздушного потока на единицу площади:

(3)формула 3.png



Где:

A, B — экспериментальные константы для каждого испытания

Нелинейная процедура регрессии, PROC MAN из SAS (SAS, 1987) была использована для соответствия модели и данных, а также для определения А' и B' в уравнении (2), а А и В в уравнении (3).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Измерение падения давления в различных точках бункера

При испытаниях вертикального воздушного потока (рис 2(a)), падение давления на единицу глубины было самым высоким на дне бункера (Pv2.0). Следующей точкой высокого падения давления оказалась точка на расстоянии 0,5 м надо полом (Pvl.5). Падение давления вблизи потолка бункера (Pv0.5) оказалось самым низким. Ирвин и др.. (1993) сообщили об аналогичной тенденции для картофеля. Они получили значения давления, начиная с 0,7 м при глубине бункера в 1 метр. Изменчивость давления при заданной скорости воздушного потока может быть связана со сжатием корнеплодов в нижней части бункера во время испытаний вертикального воздушного потока. При испытаниях вертикального воздушного потока значения Pv1.5 и Pv1.0 были использованы в последующем анализе.

При испытаниях горизонтального воздушного потока (рис 2(б)) значения падения давления Ph2.0, Ph1.5 и Ph1.0, измеренные на расстоянии 2.0, 1.5, и 1.0 м от съемной стенки из металлической сетки, оказались одинаковыми для смешанного и маленького вида свеклы. Однако для свеклы большого размера значение Ph1.5 оказалось выше значения Ph2.0, а значения Ph2.0 и Ph1.0 оказались одинаковыми. Только значение Ph0.5 , измеренное на расстоянии 0.5 м от съемной стенки было ниже во всех испытаниях. Эффект сжатия корнеплода не был очевидным при испытаниях горизонтального воздушного потока. Значения Ph1.5 и Ph1.0 были использованы в последующем анализе.

В Таблице 1 приведены средние значения падения давления Pv1.5 and Pv1.0, и Ph1.5 and Ph1.0 при скорости воздушного потока 0.55, 0.11 и 0.06 м3/сек/м2. Коэффициент вариации (КВ) (отношение стандартного и среднего отклонения) значений перепада давления варьировался от 0,48% до 18,43% при скорости воздушного потока 0,55 м3/сек/м2. КВ варьировался между 1.63% и 27.92% при скорости воздушного потока 0.11 м3/сек/м2 и между 3.92% и 46.05% при скорости воздушного потока 0.06 м3/сек/м2. КВ увеличивается при более низких скоростях воздушного потока, что указывает на увеличение изменчивости измерений сопротивления воздушного потока. Тем не менее значения КВ были аналогичны КВ, полученным Ирвином со авт. (1993) для картофеля.

скорость воздушного потока (а).png

скорость воздушного потока (б).png

Рисунок 2. Падение давления на единицу глубины для смешанных корней с 0%-ным содержанием посторонних веществ.

Установка Модели для данных перепада давления

С помощью нелинейного регрессионного анализа модели, представленные уравнениями (2) и (3), были приведены в соответствие с данными перепада давления . Оценки констант А ', В', А, и В., а также коэффициент детерминации (R2) и суммы квадратов остатков (SS) для различных образцов и условий испытаний приведены в Таблице 2. Значение R2 колеблется от 0.96 to 0.99, указывая на то, что обе модели соответствуют данным.

Значения SS одинаковы для обеих моделей. Тем не менее, Модель 2 (Хакил и Ив, 1955; ASAE, 1996) требует очень высоких значений константы В.

скорость воздушного потока.png

Рисунок 3. Соответствие моделей 1 и 2 с данными сопротивления воздушного потока для чистых смешанных корней.

Физические свойства сахарной свеклы

В Таблице 3 приведены физические свойства свеклы, используемой в испытаниях. Размер свеклы определялся средней массой, как обсуждалось ранее. Содержание влаги были схожи, начиная от 67,29% до 69,50%. Объемная плотность зависела от того, была ли свекла чистой или содержала посторонние вещества. Маленькие корни, как правило, имеют высокую объемную плотность (682.00 и 722.45 гк/м3). Объемная плотность больших и смешанных корней очень и схожа и варьирует между 635.00 и 714,75 кг/м3. Добавление посторонних веществ повышает значения объемной плотности. Значения плотности корневых частиц были также похожи. Пористость для чистых корней в каждом диапазоне размеров оказалось одинаковой, а для корней с посторонними веществами – ниже.

Влияние размера корнеплода

Самое высокое сопротивление воздушному потоку (падение давления) зафиксировано для чистых (0%-ное содержание посторонних веществ) и маленьких корней, а затем для смешанных корней. Самое низкое сопротивление зафиксировано для крупного урожая при скорости воздушного потока 0,55 м3/сек/м2 (Табл. 1) Сопротивление маленьких корней воздушному потоку в 1,9 раз больше сопротивления крупных корней. Это объясняется тем, что маленькие корни имеют более высокую объемную плотность, чем другие диапазоны размеров.

Таблица 3. Физические свойства сахарной свеклы

Размер корнеплода

Направление воздушного потока

Содержание посторонних веществ, %

Содержание влаги, %

Объемная плотность, кг/м3

Плотность корневой части, кг/м3

Пористость, %

Смешанный

Вертикальное

0

69.08 ± 1.53

635,00

1219,11

47,91

8,53

69.08 ± 1.53

714,75

1219,11

41,37

Горизонтальное

0

69.08 ± 1.53

664,50

1219,11

45,49

8,53

69.08 ± 1.53

714,75

1219,11

41,37

< 1200 гр

Вертикальное

0

67.29 ± 1.92

682,00

1240,21

45,01

4,44

67.29 ± 1.92

722,45

1240,21

41,75

Горизонтальное

0

67.29 ± 1.92

687,50

1240,21

44,57

4,33

67.29 ± 1.92

699,25

1240,21

43,62

> 1200 гр

Вертикальное

0

69.50 ± 1.73

646,05

1249,19

48,28

4,57

69.50 ± 1.73

691,90

1249,19

44,61

Горизонтальное

0

69.50 ± 1.73

665,00

1249,19

46,77

4,43

69.50 ± 1.73

683,13

1249,19

45,31

Маленькие корни постоянно оказывали самое высокое сопротивление воздушному потоку при его низких скоростях (0.11 и 0.06 м3/сек/м2). При скорости воздушного потока 0,11 м3/сек/м2, сопротивления смешанных и крупных корней воздушному потоку существенно не различались. Тем не менее, при скорости потока 0.06 м3/сек/м2, сопротивление крупных корней было выше сопротивления смешанных, что не согласуется с тенденцией при высоких скоростях потока воздуха.

Влияние направления воздушного потока

Сопротивление сахарной свеклы воздушному потоку измерялось в вертикальном и горизонтальном направлениях. Возможность того, что сопротивление может зависеть от направления воздушного потока уже отмечалась (1987 год).

Поскольку сахарная свекла имеет удлиненный корнеплод, было принято решение измерить сопротивление воздушного потока в горизонтальном и вертикальном направлении. Эти значения полезны при математическом моделировании шаблонов давления в кагатах сахарной свеклы.

Таблица 1 показывает влияние направления воздушного потока для смешанных, малых и больших корней при 0%-ном содержании посторонних веществ. Сопротивление воздушного потока для всех скоростей воздушного потока была выше при горизонтальном направлении воздушного потока, чем при вертикальном направлении. Для картофеля была зафиксирована (Irvine et al. (1993)) абсолютно противоположная тенденция. Эти различия объясняются ориентацией картофеля в течение укладки, где клубни, как правило, укладываются по горизонтали. В случае свеклы ориентация при укладке отсутствует. Сахарная свекла имеет форму двойного конуса (короткий и длинный конус соединены между собой). Для испытаний сопротивления воздушному потоку, корни вручную загружались в бункер в случайном порядке без предпочтения в ориентации. При скорости воздушного потока 0,55 м3/сек/м2 сопротивление корней с 0%-ным содержанием посторонних веществ воздушному потоку из было до 52% выше при горизонтальном направлении, чем при вертикальном. Это можно объяснить значениями объемной плотности и пористости (табл.3). В течение испытаний горизонтального направления воздушного потока для смешанных, малых и больших корней с 0%-ным содержанием посторонних веществ, объемная плотность была выше, а пористость ниже, чем во время испытаний вертикального направлении воздушного потока. Таким образом, в том же объеме бункера, большее сопротивление корней при горизонтальном направлении воздушного потока было вызвано их высокой объемной плотностью и меньшей пористостью, чем у корней при вертикальном направлении воздушного потока.

Для малых корней (0%-ное содержание посторонних веществ), значения сопротивления воздушному потоку были одинаковы для вертикального и горизонтального воздушных потоках при низких скоростях воздушного потока (0.11 и 0.06 м3/сек/м2). При скорости 0.55 м3/сек/м2, сопротивление при горизонтальном направлении слегка выше (89.5 Па/м), чем при вертикальном (75.4 Па/м). Объемная плотность малых корней с 0%-ным содержанием посторонних веществ была несколько выше при горизонтальном направлении воздушного потока (687,5 кг/м3), чем при вертикальном (682,0 кг/м3). Было бы идеально, если одни и те же объемные плотности можно было бы достичь в бункере для каждого испытания, чтобы изучить влияние направления воздушного потока, но это не предоставилось возможным. Таким образом, разница в сопротивлении воздушного потока между горизонтальным и вертикальным направлениями связана с объемной плотностью и пористостью.

Влияние содержания посторонних веществ

Посторонние вещества, такие как почва, камни, части растений увеличивают сопротивление воздушному потоку. Значения сопротивления воздушному потоку для корней с содержанием посторонних веществ были от 1,3 до 2,6 раза выше, чем для чистых корней при скорости потока 0,55 м3/сек/м2. При скорости потока 0,11 м3/сек/м2 значения сопротивления воздушному потоку для корней с содержанием посторонних веществ были от 1,06 до 3,75 раз выше, чем для чистых корней.

При скорости потока 0,06 м3/сек/м2 значения сопротивления воздушному потоку для корней с содержанием посторонних веществ были от 1,1 до 6,8 раз выше, чем для чистых корней. Сопротивление воздушному потоку было выше для малых корней с содержанием посторонних веществ в вертикальном направлении, чем для чистых корней того же размера и направления воздушного потока. Посторонние вещества затрудняют поток воздуха по вертикали больше, чем по горизонтали. Посторонние вещества также увеличивают объемную плотность и уменьшают пористость сахарной свеклы. Таким образом, наличие посторонних веществ в кагате сахарной свеклы оказывает наиболее значительное влияние на сопротивление воздушному потоку. Наличие посторонних предметов должно быть принято во внимание при выборе вентиляторов для проветривания или вентиляции кагатов сахарной свеклы, так как это повлияет на статическое давление вентилятора и однородность воздушного потока.

Выводы

1) Расход воздуха связан с падением давления. Их взаимосвязь описана двумя моделями, используемыми в данном исследовании, а именно, модель 1 (модель Шедда) и модель 2 (Хакила и Ива). Эти модели и оцениваемые параметры могут быть использованы для оценки статических давлений требуемых вентиляторов для вентиляции кагатов сахарной свеклы.

2) Объемная плотность и пористость корнеплодов сахарной свеклы влияет на сопротивление воздушному потоку. Чем выше объемная плотность и ниже пористость, тем выше сопротивление воздушному потоку. Таким образом, вентилятору потребуется более высокое статическое давление.

3) Малые корнеплоды оказывают более высокое сопротивление воздушному потоку, в сравнении с крупными и смешанными корнеплодами. Значения объемной плотности малых корней выше значений крупных и смешанных корней.

4) Из-за различной объемной плотности при испытаниях горизонтального и вертикального направления воздушного потока, эффект направления воздушного потока не может быть должным образом оценен.

5) Наличие посторонних веществ в кагатах оказывает наибольшее влияние на сопротивление воздушному потоку. При низких скоростях воздушного потока, посторонние вещества увеличили сопротивление воздушному потоку на максимум 6,8 раза, в сравнении с чистыми корнеплодами. При больших скоростях воздушного потока, сопротивление воздуха увеличилось на максимум 2,6 раза выше, в сравнении с чистыми корнеплодами.

Подпишись на новость здесь!
Задать вопрос: