ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

11/2015

ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ – ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ ОТРАСЛИ

УДК 631

Одним, из главных недостатков

ВИЭ является непостоянство посту-

пления энергии во времени. Этот

пробел можно устранить аккумули-

рованием энергии. В настоящее вре-

мя одним из перспективных способов

аккумулирования энергии служит

тепловое аккумулирование с исполь-

зованием скрытой теплоты фазового

перехода оксидов, гидроксидов,

кристаллогидратов, органических

и неорганических солей, их эвтекти-

ческих смесей [1].

На практике солнечные сушиль-

ные установки (гелиосушилки) рас-

пространены в южных широтах, где

солнечная энергия имеет большую

интенсивность – до 1,5–2,0 кВт/м

По сравнению с более южными

широтами Республика Узбекистан

имеет большое число ясных дней,

а для летнего времени характерен

сухой воздух с дневной температурой

до 40 °С и выше.

Поэтому, возможно использование

солнечных лучей для сушки, но дан-

ный метод имеет следующие недос-

татки:

большое количество ультрафиоле-

товых лучей в спектре облучения;

снижение времени облучения

по мере приближения к осени [2–6].

Цель исследования – сушка ле-

карственных трав с использованием

гелиоаккумулирующей сушильной

установки и сохранение биологи-

чески активных веществ в конечной

продукции.

Для перепада давления между

верхним и нежним резервуарами

достаточно одной атмосферы. Рас-

смотрим процесс, происходящий

в резервуаре

. Металлические труб-

ки

за счет теплоносителя, с учетом

потерь, нагрелись на нагревателе

и транспортируют тепловую энергию,

причем поверхность металлической

трубки выше температуры кипения

воды, т. е. t

металл

>120 °С при Р = 2 атм.

При таких условиях образуется пар,

так как верхняя часть водяного стол-

ба внутри резервуара

нагревается

за счет тепла металлических трубок

Часть этого тепла, не превращаясь

в пар, переходит в тепло воды, на-

гревает ее до 120 °С (верхняя часть).

Поскольку процесс происходит до-

статочно быстро, то успевает нагре-

ваться только верхний слой воды;

конвективный теплообмен в данном

случае отсутствует, так как тепло-

проводность воды достаточно низ-

кая. В результате фазового пере-

хода жидкость-пар каждый метр

воды увеличивает свой объем более

чем в 800 раз для данных значений

давлений, т. е. от 1 до 2 атм. Это

способствует подъему воды из ре-

зервуара

до резервуара

; заполняя

резервуар

вода достигает верхнего

уровня сифонной трубки, что соот-

ветствует точке изгиба сифона.

В момент достижения верхнего

уровня воды происходит опрокиды-

вание. Но чтобы вода пошла вниз,

т. е. обратно в резервуар

, необхо-

димо выпустить пар из резервуара

что совершается клапаном

, который

связан с плавающим грузом

. Когда

уровень воды в резервуаре

снижа-

ется до некоторой заданной отметки,

струна натягивается за счет тяже-

сти груза

. Когда груз расслаблен,

что соответствует подъему давления

в резервуаре

, клапан за счет этого

давления закрывается. Когда вода

поступает из резервуара

, клапан

также выпускает остаточный воздух

и пар из резервуара

, при этом дав-

ление снижается до 1 атм.

Далее опять происходит рост тем-

пературы верхнего уровня воды,

которая затем превращается в пар

с давлением 2 атм. Время опроки-

дывания, т. е. время повторного за-

полнения резервуара

, должно быть

достаточно мало по сравнению с вре-

менем образования объема пара.

Это достигается выбором диаметра

сифонной трубки. При этом про-

цесс образования пара начинается

с момента достижения уровня воды

до металлических труб и поэтому

снижение и подъем давления проис-

ходит всегда.

Эта схема показывает, что подъем

воды при испарении, равном 0,01%,

достаточен для протекания данного

процесса.

В этом режиме происходит испаре-

ние воды. Чтобы получить мощность

вакуум-насоса, равную 1м

/мин, не-

обходимо выкачать соответствующее

количество воды из резервуара

в резервуар

Проведем следующий расчет. Пусть

начальный объем резервуара

равен

величине V, причем металл трубки

внутри резервуара

находится на та-

ком уровне, чтобы обеспечить до-

статочное парообразование, с одной

стороны, и максимальную откачку

воды из резервуара

в резервуар

с другой стороны.

Пар, образующийся в верхнем

пласте, имеет объем

, где энергия

фазового перехода равна

λρΔ

где

– плотность воды;

– коэф-

фициент фазового перехода.

Перед авторами была поставлена

задача: не теряя преимущества су-

ществующих систем гелиосушилок,

устранить имеющиеся недостатки.

Для этого, если ниже второго слоя

расположить экран черного цве-

та с большой теплопроводностью,

то получим преобразователь оптиче-

ских волн в инфракрасной области

спектра.

Оптические волны, проходя через

два прозрачных экрана и перегретый

третий экран, создают вторичное

инфракрасное облучение. Поскольку

первый и второй слои задерживают

ИК-волны, то в замкнутом объеме,

где находится третий экран, повы-

Конструкция и расчет

мини-гелиоаккумулирующей

сушильной установки

К. Т. Норкулова,

д-р техн. наук, профессор,

Ж. Э. Сафаров

, канд. техн. наук,

Ш. А. Султанова, М.М. Маматкулов

Ташкентский государственный технический университет

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека