順流式谷物干燥機設計【cad高清圖紙和說明書全套】

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附件6 2009屆本科生畢業(yè)論文（設計）中期檢查表（教師用） 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 所在院系 工程學院 指導教師 李玉清 檢查人數 1 工作進度情況（對照學生的計劃進程表和任務書）： 已經完成前期的數據收集及計算過程，進行到相關參數的整理及設計圖的初步繪制。 工作態(tài)度情況（學生對畢業(yè)設計、畢業(yè)論文的認真程度、紀律及出勤情況；指導教師具體指導情況）： 面對畢業(yè)設計、畢業(yè)論文學生態(tài)度積極，并能按時來回報進度，指導學生完成了設計材料的選擇，并帶領學生去參觀了設計機械的實物，并帶回相關招聘資料供學生參考。 質量評價（學生前期已完成的工作的質量情況）： 對前期學生完成情況比較滿意，學生都能按部就班的完成每一項安排的任務，并能在設計遇到難題時，自己獨立完成。積極配合老師工作。 存在的問題與建議： 1.完善設計中的不足之處 2.盡快完成圖紙的繪制 畢業(yè)設計任務重，設計量大，希望學生能更加積極的、全身心的投入到畢業(yè)設計中來， 面對設計中的每一個細節(jié)問題都應做到徹底的了解，并能培養(yǎng)自己獨立解決困難的能力，相信通過畢業(yè)設計對學生的各項綜合能力都會有很大的提升。 填表時間： 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 院 工程學院 姓 名 于金彪 指導教師 李玉清 論文（設計） 題 目 順流式谷物干燥機 畢業(yè)論文（設計）前期工作小結 前期我主要完成了與課題相關的分析工作，通過對相關的文獻資料進行細統(tǒng)的搜集、分析，選出了與設計有關的資料備用，分析了一些干燥機的結構與構造的情況，以及查閱干燥機設計技術相關文章及機構，了解國內外相關機械的應用。擬定了設計對象，對整體進行了系統(tǒng)分析，尋找最佳設計方案，按時完成了前期的工作計劃，并開始為下一階段的設計做準備 畢業(yè)論文（設計）前期工作小結 經過前期大量的資料收集后選擇了順流式谷物干燥機為本次設計的對象，結合以前所學的知識，查閱干燥機設計技術相關文章及機構，對其進行了結構分析，并制定了其設計方案，編寫了設計過程清單，完成了基本參數的選擇和相應計算，制定了相應設計過程。在此過程中所遇到的問題通過與老師溝通，大部分已經得到解決，并開始著手最后階段的設計工作 指導教師意見 指導教師簽名： 2009 屆本科生畢業(yè)論文（設計）中期匯報表 填表日期： 學士學位畢業(yè)論文設計 順流式谷物干燥機設計 學生姓名：于金彪 學號：20054024123 指導教師：李玉清 所在學院：工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 中國·大慶 2009 年 6 月 黑龍江八一農墾大學 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名：于金彪 學 號： 20054024123 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計(論文)題目：順流式谷物干燥機設計 指導教師： 李玉清 2009 年 3 月18 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 文 獻 綜 述 1、本課題研究的意義 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爛變質。據統(tǒng)計，我國每年收獲的糧食中由于干燥不及時而造成的霉爛損失達500～1000萬屯，估計占全年谷物總產量的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），每年糧食霉爛損失高達10%左右，可見谷物干燥是一個不容忽視的問題。 我國各地的谷物干燥對象有所不同，南方的省份主要是干燥水稻，中原省份主要是干燥小麥和水稻，而北方省份主要則是主要干燥玉米、小麥個水稻。 北方省份由于氣候寒冷除考慮一般鼓舞干燥外，還要注意種子水分大時不能安全越冬的問題，因為水分大時種子將遭受凍害，嚴重地降低發(fā)芽率，一次北方的種子（主要指玉米和水稻）要求在外界環(huán)境溫度下降到零下5攝氏度之前必須干燥到安全水分（14%），以保其旺盛的生命力。 據調查我國幾種主要谷物在收獲時水分及其安全貯存的水分如表0—1 表0—1 幾種谷物收獲時的水分及安全水分 谷物 最高水分 （%） 適時收獲水分（%） 一般水分 （%） 安全貯藏水分 （%） 小麥 38 18～20 9～17 13～14 大麥 30 18～20 10～18 13 燕麥 32 15～20 10～18 14 大豆 20～22 16～20 14～17 13 玉米 35 28～32 14～30 13～14 高粱 35 30～35 10～20 12～13 水稻 30 25～27 16～25 13～14 從表中可看出，各種谷物在干燥中的要求江水幅度一般為5%～10%，個別的要求降水10%～20%。 2、國內外谷物干燥技術的發(fā)展概況 （一）國內情況 我國的谷物干燥（主要指機械干燥）始于50年代，50年代初引進了蘇聯的高溫干燥機應用于生產，后參照該機型結構和原理自行設計了大型高溫干燥塔，逐步應用在北方的糧食系統(tǒng)中。60～70年代各地自行設計了多種中、小型谷物干燥機，有定點干燥機廠生產，逐步推廣到全國。70～80年代又自行設計了幾種大、中型谷物干燥機，在糧食系統(tǒng)及國營農場中推廣使用。全國各地擁有各種谷物干燥機近兩萬臺，其中主要是中、小、大型干燥機約兩千臺左右。 目前我國的谷物干燥機主要以煙煤為熱源，使用燃煤熱風爐供熱，以熱風為介質進行干燥，對糧食無污染。少數谷物干燥機（主要在農場）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用于生產，干燥機生產廠的新產品不斷增多，產量在逐步擴大，電子計算機模擬分析也開始應用。 目前谷物干燥技術中引人注目的幾個問題如下： 1. 目前 使用的燃煤熱風爐使用壽命較短，熱效率較低，應如何解決？ 2. 我國南方的燃煤供應困難，燃油價格又較高，應如何選擇能源問題？ 3. 對北方高水份糧（如玉米，含水30%以上）的干燥應采用什么樣的干燥原理與工藝？ 4. 我國農村、農場和糧食系統(tǒng)（糧庫）應怎樣合理地布置谷物干燥點及網絡？ （二）國外情況 國外較發(fā)達國家（美、俄、英、法、日等）的谷物干燥已有50多年的歷史，大體經歷了三個階段，即50～60年代的谷物干燥機械化階段;60～70年代的鼓舞干燥自動化階段；70～80年代的谷物干燥提高干燥質量和降低干燥成本階段。90年代主要是繼續(xù)提高干燥質量、實現微機控制和微機管理階段。但各國的現時情況亦有所不同。 1.美國：鼓舞干燥機在去哪過應用比較普遍，主要的機型有中、小型低溫干燥倉及大、中興高溫干燥機，這些機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。設備中一般具有：料位控制、風溫控制及出糧水分控制系統(tǒng)。太陽能干燥機在美國開始應用，但由于設備投資大占地面積大等原因，目前應用不多。 2.獨聯體：谷物干燥機應用比較普遍，大都成了工廠化生產，有較完善的自控系統(tǒng)，其谷物干燥機型以大、中型居多，為高溫干燥方式。較普遍地應用干、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：鼓舞干燥設備是從二次大戰(zhàn)后發(fā)展起來的，主要發(fā)展適于干燥水稻的中、小型設備。機型有：小型固定床式谷物干燥機，中、小型循環(huán)式谷物干燥機及大型谷物干燥機等。采用熱源是柴油和煤油，少量采用稻殼為燃料。在個干燥設備中大都裝有較完善的自動控制系統(tǒng)，比較重視干燥質量 3、順流式谷物干燥技術的特點及原理 順流谷物干燥技術是谷物干燥應應用最廣泛的一項技術，順流干燥是指熱介質（熱空氣或爐氣）與谷物共同從上向下流動，故稱為順流。其熱介質首先與溫度最低、水分最大的濕谷物進行接觸，由于兩者的溫差較大，谷物溫度迅速上升達到濕球溫度，而介質溫度隨谷物溫度的升高它本身的溫度迅速下降，知道兩者溫度接近一致后，兩者（介質溫度和谷物溫度）共同隨著谷物水分的下降而下降，直到谷物流入緩蘇段，此時熱風變?yōu)榈蜏仫柡退羝磸U氣（約50攝氏度左右），從廢氣角裝管排出機體外。 在干燥過程中，谷物受高溫時間較短，而受中溫時間較長，故其干燥效果好。為了提高干燥能力常采用高達200攝氏度以上的介質進行干燥，但谷物仍不過熱，廢氣溫度可以控制在50攝氏度左右，這是順流式的一大優(yōu)點。 順流干燥特點：可是用高溫干燥熱介質，單位耗氣量和單位耗熱量低，烘后谷物品質好，特別適于烘干水稻和玉米。 4、參考文獻 [1]劉相東，于才淵，財德仁.常用工業(yè)干燥設備及應該用， 北京：化學工業(yè)出版社，2005 [2]王城芝.谷物干燥原理與谷物干燥機設計，哈爾濱：哈爾濱出版社.1996 [3]徐澤敏，殷勇光，吳文福，日本搗鼓干燥機械化發(fā)展研究，你哦個也機械化研究，2007（6）:210-212 [4]李長發(fā)，趙華海.日本的谷物干燥技術發(fā)展趨向.中國你哦工業(yè)化，2007，（10）：39-41 [5]吳文福，鄭先哲，馬中蘇.谷物干燥儲藏理論與技術.長春：吉林科學技術出版社，2001。 [6]王城芝，汪春等.干濕谷物混合干燥工藝與干燥參數的研究.農業(yè)機械學報1992.23（1）：63-68 [7]張正榮編.傳熱學.高等教育出版社.1985. [8]曹崇文.谷物干燥數學模擬.北京：農業(yè)工程大學學報.1986 [9]梁俊英主編.糧食流通工程設計手冊.鄭州.河南科學技術出版社，1997.1107頁 [10]戴天紅，曹崇文.谷物干燥研究中的模糊數學方法.農業(yè)工程學報，1985 [11]安一祿等.干濕糧混合干燥的谷粒水分傳遞規(guī)律的研究.農機化研究，1993 [12]李士勇等.模糊控制和智能控制理論與應用.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1990  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑） 1、 谷物干燥工藝的優(yōu)化設計 谷物干燥工藝的優(yōu)化設計主要是指與以往干燥工藝不同的干、濕糧混合干燥的工藝方法，這種干燥工藝是以熱風和干糧作為干燥介質對濕糧進行干燥（吸濕）的方法，按濕糧水分大小和去濕程度混入一定比例的干糧，使其混合糧否認平均水分達到一定值（一般是高于最終干后水分的2%～4%），經過一個流程的干燥后達到最終水分。這種干燥方法又稱分流循環(huán)干燥法，因為作業(yè)時除有濕糧連續(xù)進入該干燥系統(tǒng)并有干糧不斷從該系統(tǒng)排出外，在系統(tǒng)內部有一定量的混合糧進行循環(huán)干燥。 干、濕糧混合干燥是屬于較低溫度的干燥，雖然進機的熱風溫度較高（100～200攝氏度），但其干燥時間較短（幾分鐘至十幾分鐘），因此糧食受熱溫度較低保持在35攝氏度左右，使糧食品質不受熱損傷。干、濕糧混合干燥又是江水幅度大河高效、節(jié)能的干燥方法，當原糧（濕糧）水分大（高達30%以上）要求江水幅度高（16%以上）時，該干燥法可借助調節(jié)干、濕糧混合比的辦法（使混合糧的平均水分保持不變）仍能一次降到安全水分（14%）.因此，這種干燥法特別適于高水分的玉米的干燥和較難降水的水稻干燥。 2、 本課題設計主要參數 順流式干濕糧混合谷物干燥機，干燥能力15t/h谷物，降水5%，在環(huán)境溫度為28攝氏度、相對濕度為60%條件下干燥，要求通風干燥后能使?jié)窆任锖?9%降到14%（濕基）?？紤]干燥成本及谷物干燥后所受污染問題采用比較傳統(tǒng)的燃煤熱風爐進行干燥。 研究方法 1.查閱相關資料，記錄相關數據 2.了解國內谷物干燥機的發(fā)展狀況 3.整理數據并選定設計方向 4.計算數據并用制圖軟件制出整體結構圖  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 7 黑龍江八一農墾大學 畢業(yè)論文（設計）成績單 院系 專 業(yè) 入學時間 學號 學生姓名 班 級 周數 起止日期 指導教師 職稱 論文（設計）題目 指 導 教 師 評 語 指導教師簽名 年 月 日 評 閱 人 評 語 評閱人簽名 年 月 日 答辯小組評語 答辯小組負責人簽名 年 月 日 評分 指導教師 評閱人 答辯小組 平均分 五級制等級 附件4 黑龍江八一農墾大學 本科生畢業(yè)論文（設計）任務書 論文題目 順流式谷物干燥機 學院名稱 工程學院 姓名 于金彪 專業(yè)班級 設計05 指導教師 李玉清 課題類型 畢業(yè)論文 畢業(yè)論文（設計）的內容摘要 設計玉米干燥機，順流式，要求在環(huán)境溫度為28℃。相對濕度為60%條件下生產率為15t/h,并采取一定的保溫措施，能保證東北冬季干燥的要求，用CAD設計軟件制圖，能清晰明了的表達干燥機具體結構。 畢業(yè)論文（設計）基本要求及工作量要求 1、論文基本要求：畢業(yè)論文（設計）按照工程學院基本要求的要求進行撰寫，論文字數2萬字以上。注意圖紙設計的美化和完整性。 2、工作量要求：總體裝配圖一張 0號圖紙 部件圖一張 3號圖紙 畢業(yè)論文（設計）的主要階段計劃（分前期、中期、后期） 前期：2009年3月10日至4月10日根據論文的基本條件進行資料查閱。 中期：2009年4月11日至5月20日確定方案，初步計算編輯和設計。 后期：2009年5月21日至6月2日論文撰寫與修改，準備答辯。 任務下發(fā)日期 2009-3-10 完成日期 2009-6-2 系主任 主管教學院長審批（簽字）： 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 I 順流式谷物烘干機設計 摘要：國東北糧食產量大，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，本設計針對這一問題設計一臺谷物烘干機，在 設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，使之能明確的表達干燥機的整體結構。 關鍵詞：糧食儲藏；谷物干燥機；CAD 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 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 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 III 目錄 摘要 .I ABSTRACTII 1 緒論 .- 1 - 1.1 谷物干燥的現狀及發(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理 - 2 - 1.2.3 影響糧食干燥過程的因素 - 3 - 1.2 谷物干燥機簡介 - 3 - 1.2.1 對流換熱式谷物干燥機 - 3 - 1.2.2 輻射式干燥機 - 7 - 1.2.3 導熱式干燥機 - 8 - 1.2.4 批量作業(yè)式干燥機 - 8 - 1.2.5 連續(xù)作業(yè)方式干燥機 - 8 - 1.2.6 循環(huán)作業(yè)式干燥機 .- 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 谷物干燥用供熱設備的種類 - 11 - 2.谷物干燥機設計 - 13 - 2.1 谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設計 .- 13 - 2.2 干燥機的設計 .- 15 - 2.2.1 干燥機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 估計干燥機的總高度 H .- 17 - 2.3 風機參數的計算 .- 17 - 2.3.1 熱風機流量 Q 計算 .- 17 - 2.3.2 風壓計算 - 18 - 2.3.3 選擇熱風機 .- 19 - 2.3.4 熱風機供熱計算 - 19 - 2.3.5 選擇冷風機 - 19 - 2.3.6 角狀管設計計算 - 20 - 2.3.7 角狀管樣式及鏈接方式 .- 20 - 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 IV 3.升運機構及排糧機構的計算 - 21 - 3.1 斗式提升機的選型與計算 .- 21 - 3.1.1 輸送量的計算 .- 21 - 3.1.2 功率計算 .- 22 - 3.2 螺旋輸送機的選型與計算 .- 22 - 3.2.1 螺旋輸送機選型。 .- 22 - 3.2.2 螺旋輸送機輸送量的計算 .- 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 熱風爐參數的計算 .- 24 - 3.4.1 小時耗煤量的計算 .- 24 - 3.4.2 干燥機要求爐灶的供熱量 .- 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 熱風爐的選擇 .- 26 - 結論 - 26 - 參考文獻： - 27 - 致謝 - 28 - 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 1 - 1 緒論 1.1 谷物干燥的現狀及發(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爛變 質。據統(tǒng)計，我國每年收獲的糧食中由于干燥不及時而造成的霉爛損失達 500～1000 萬屯，估計占全年谷物總產量的 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） ，每年糧食霉爛損失高達 10%左右，可見 谷物干燥是一個不容忽視的問題。 國內情況:我國的谷物干燥（主要指機械干燥）始于 50 年代，50 年代初引進了 蘇聯的高溫干燥機應用于生產，后參照該機型結構和原理自行設計了大型高溫干燥 塔，逐步應用在北方的糧食系統(tǒng)中。60～70 年代各地自行設計了多種中、小型谷 物干燥機，有定點干燥機廠生產，逐步推廣到全國。70～80 年代又自行設計了幾 種大、中型谷物干燥機，在糧食系統(tǒng)及國營農場中推廣使用。全國各地擁有各種谷 物干燥機近兩萬臺，其中主要是中、小、大型干燥機約兩千臺左右。 目前我國的谷物干燥機主要以煙煤為熱源，使用燃煤熱風爐供熱，以熱風為介 質進行干燥，對糧食無污染。少數谷物干燥機（主要在農場）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用于生產，干燥機生產廠的 新產品不斷增多，產量在逐步擴大，電子計算機模擬分析也開始應用。 目前谷物干燥技術中引人注目的幾個問題如下： 目前 使用的燃煤熱風爐使用壽命較短，熱效率較低，應如何解決？ 我國南方的燃煤供應困難，燃油價格又較高，應如何選擇能源問題？ 對北方高水份糧（如玉米，含水 30%以上）的干燥應采用什么樣的干燥原理 與工藝？ 我國農村、農場和糧食系統(tǒng)（糧庫）應怎樣合理地布置谷物干燥點及網絡？ 國外情況:國外較發(fā)達國家（美、俄、英、法、日等）的谷物干燥已有 50 多年 的歷史，大體經歷了三個階段，即 50～60 年代的谷物干燥機械化階段;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量和降低干燥成本階 段。90 年代主要是繼續(xù)提高干燥質量、實現微機控制和微機管理階段。但各國的 現時情況亦有所不同。 1.美國：谷物干燥機在全國應用比較普遍，主要的機型有中、小型低溫干燥倉 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 2 - 及大、中興高溫干燥機，這些機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。設備中一般具有：料位控制、風溫控制 及出糧水分控制系統(tǒng)。太陽能干燥機在美國開始應用，但由于設備投資大占地面積 大等原因，目前應用不多。 2.獨聯體：谷物干燥機應用比較普遍，大都成了工廠化生產，有較完善的自控 系統(tǒng)，其谷物干燥機型以大、中型居多，為高溫干燥方式。較普遍地應用干、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、小型設備。機型有：小型固定床式谷物干燥機，中、小型循環(huán)式谷物干燥機及 大型谷物干燥機等。采用熱源是柴油和煤油，少量采用稻殼為燃料。在個干燥設備 中大都裝有較完善的自動控制系統(tǒng)，比較重視干燥質量 1.1.2 谷物的特性及谷物干燥的機理 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)生化學反 應，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， 即機械結合水、物理化學結合水、化學結合水。 在干燥過程中主要是去掉機械結合水和部分物理、化學結合水。谷物是多孔型 膠質體，這個水分則以不同的形式存在于谷粒表面、毛細管中以及細胞內。當介質 條件參數使它具有發(fā)散條件，即介質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)由谷粒里層向外擴散，并由表面蒸發(fā)。理想的干燥過程， 影視谷粒內部的水分擴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 參數的不當及谷物本身特性所限，常出現兩種速度不等的現象，即外控狀態(tài)和內控 狀態(tài)。外控狀態(tài)：是指谷粒表面水分蒸發(fā)速度低于谷粒內部的水分擴散速度，這種 現象經常出現在谷物細小或者谷物水分含量大時，為了提高谷物干燥的速度，可適 當提高介質溫度，降低介質相對濕度或增加介質流速。內控狀態(tài)：是指谷粒內部擴 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： 一種措施是調整介質狀態(tài)參數，即在提高介質溫度的同時降低介質流速；介質溫度 提高谷物溫度也升高，谷物升高則使其水的粘滯性下降，內部水蒸氣分壓力增加， 會增加內部擴散的速度；因其介質流速減小，則其蒸發(fā)速度下降或者保持不變，以 達到兩種速度的一致；或是提高介質溫度的同時增加介質相對濕度，這樣也能調整 兩者速度關系。 1.2.3 影響糧食干燥過程的因素 糧食干燥是一個復雜的傳熱傳質過程。影響這個過程的因素是很多的，如糧食 的品種和特性、干燥介質的參數、環(huán)境條件和干燥工藝等，現分述如下： 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 3 - 熱風溫度:熱風溫度提高時，它傳給糧食的熱量就增多，從而增強了糧食表面水 分的汽化能力，使糧粒內部水分轉移的速度加快。此外熱風溫度增高，則其飽和濕 含量增加，帶走水分的能力也加強。因此提高熱風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。限制熱風溫度提高的因素是糧食品質，熱風 溫度過高，則糧溫升高，品質下降。所以，在不影響糧食品質的前提下應盡量采用 高的熱風溫度。 熱風風量:適當增加干燥介質穿過糧層的速度，也能加速糧食的干燥過程。當熱 風濕度和糧食含水量相同時，熱風流速在 0.5 米/秒以下范圍內的干燥作用最為明顯。 試驗結果證明，熱風流速從 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。當糧食含 水率較低時，干燥過程所蒸發(fā)的主要是微毛細管水和吸附水，而這些水分的蒸發(fā)是 比較困難，當糧食含水率較高時，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。 熱風相對濕度:熱風濕度影響它的吸濕能力，當熱風達到飽和時，則不再吸收水 分，失去干燥作用。因此，熱風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。風流速一定時，適當的糧層厚度，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表皮硬化，影響糧食品質，延緩干燥過程 1.2 谷物干燥機簡介 谷物干燥機的種類很多，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 這種干燥機以熱空氣或熱煙氣（爐氣）為介質對加熱和載濕，以進行干燥。根 據所采取介質溫度的高低，該干燥機分為高溫干燥機低溫干燥機兩種。 ⑴. 高溫干燥機： 此干燥機介質溫度較高（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。這種干燥機又有一下不同結構形式。 a. 流化床式干燥機：該機由傾斜 3～5 度的孔板下面向上吹熱風，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流出。 穿過谷層的潮氣由機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 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 4 - 5℃的程度，以防谷層表面結露。該機適于小規(guī)模生產使用。 b. 滾筒式干燥機：滾筒式干燥機有簡易型和復式型兩種，前者只有加熱滾筒， 后者除有加熱滾筒外還有冷卻滾筒，現介紹復式滾筒式干燥機的工作過程。濕谷物 由加熱滾筒的一端隨同熱空氣（或爐氣）一道進入該滾筒，由于滾筒回轉 （26～30r/min）并軸線有 1～3.5 度的傾斜，則谷粒不斷被筒內的抄板帶起而又滑 落，逐步向滾筒的低處端移動并由出口流出，然后進入冷卻滾筒，經冷卻后流出。 進入熱滾筒的介質溫度 150～200℃，谷物受熱 1～2 分鐘，可降水 1%～1.5% c. 氣流式干燥機：此干燥機是在谷粒被氣流輸送過程中進行加熱和干燥，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)向谷粒的內部傳遞熱量，使谷粒內部的水分 不斷地向其表面轉移擴散，谷?？孔灾剡M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外。該機結構簡單，使用較方便，適于小規(guī)模批量 生產。 d. 豎箱式干燥機：該機為豎立的箱子，谷物從箱的上端至箱的下端，由于箱內 有熱空氣通過，使谷物得到加熱干燥。根據該機氣流方向不同和結構不同和結構上 的差異，豎箱式干燥機又有橫流、順流、逆流和混流式四種形式。 ① 橫流式干燥機：該機為矩形斷面的豎箱，內有熱風與冷風的配風室，兩側有 兩條谷物流經的通道，其下端有排糧攪龍及排料器。其配氣室的側壁及谷物通道的 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或錯流干燥機。該機的谷層較薄 （200～400mm） ，干燥速度較快，可連續(xù)進料、加熱、冷卻、卸糧，適于大規(guī)模連 續(xù)生產。該機性能特點是：谷物流經谷物通道的受熱程度不一致，即靠近熱風室一 側的谷物因始終與高溫介質接觸其受熱程度較大，降水幅度較大；而靠近機器外側 的谷物因始終與經過吸濕的戒指接觸，起受熱程度較小，降水幅度也較小，因而該 機的谷物干燥均勻性差。此外，為了不使靠近熱風室的谷物層過熱，該機的介質溫 度不宜選取過高，一般以 100℃以內為限。在有的橫流式干燥機（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了一個換層器，該 換層器為四塊坡板制成，可使通道內的內測與外側谷物流經四塊不同放下過的傾斜 板時得以位置上的變換（如同人下轉梯那樣） 。 ② 順流式干燥機：順流式干燥機的結構為漏斗式或角狀管式，現以漏斗式為例， 說明此谷物干燥機的工作過程。該機為矩形斷面的豎箱，內箱有加熱段、緩蘇段、 冷卻段及排料裝置。在加熱段與冷卻段中設有、排氣管，濕糧向下流動中與由熱風 室供給的熱空氣（或爐氣）并行向下運動，廢氣進入排氣管排出，谷物經緩蘇后進 入冷卻段，冷卻段的冷空氣由冷風機供給，冷卻是逆流冷卻。谷物流到下部的排糧 裝置排出。由于該機的熱介質流向與谷物流向相同，故稱其為順流（或并流） 。該 機的谷物受熱條件較一致，其干燥均勻性好。此外，由于熱介質首先與冷糧接觸， 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 5 - 在谷物迅速升溫的同時介質溫度又迅速下降，因而谷物經受高溫處理階段較短，對 保證糧食品質不發(fā)生熱變性是有利的。該機可適當提高介質溫度（達 200℃）左右 以提高生產率。 ③ 逆流式干燥機：逆流式干燥機可有多種結構，以圓倉式為例對其工作過程進 行說明，谷物由倉的上方向下層流動與介質流動方向相反，則稱其為逆流式干燥機。 該機的熱介質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?？梢娖鋸U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℃） ，則逆流式干燥機的熱介質不可過 高，一本為 60～80℃以下。故其小時降水率較小。 ④ 混流式干燥機：混流式干燥機多為層角狀管結構，又稱為多風道式干燥機 （或角狀管式干燥機） 。該機在豎箱內設有多層間層配置的進、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 在該機豎箱尼日裝有多層進、排氣角狀管，谷物在流經全箱過程中經受各種形式的 加熱幾率基本相同，故該機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%?；炝魇礁稍餀C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的干燥流程較長，全程經過的時間為 1～2 小時，降水幅度 為 5%～ 6% ⑵. 低溫干燥機： 該機以常溫或比常溫高 2～8℃的熱空氣為介質對谷物進行通風干燥。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，該機具有 耗能少和干燥質量好的優(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爛。該機適于要求降水幅度小和氣候較干燥的 地區(qū)，低溫干燥機的結構形式有以下幾種。 a. 地板通風式干燥倉：該機為圓倉式或方倉式，倉的地板多為孔結構，地板 下方為空氣道。由風機吸入并吹出的常溫空氣或經少許加熱的熱空氣穿過地板孔及 谷層對谷物進行干燥，廢氣由上方通氣孔排出。該機為干燥機與貯存?zhèn)}通用設備， 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，并可根據谷物溫 度狀況不定時地通風。在有的圓形地板通風式干燥倉中，地板上有自轉和公轉的攪 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升 運器將其運至上方，并經裝倉攪龍將濕糧裝入倉內。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出糧攪龍運至升運器并升運到頂部，由該升 運器的另一側出糧管流出，這時地板上的掃倉攪龍不動（不自轉也不公轉） 。待倉 內的谷物靠自流卸糧達到極限狀態(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，再經攪龍及升運器運出。 b. 徑向通風式干燥倉：該倉由上料器、均料盤、外網筒、內網筒及熱風管及其 輔助件組成。工作時由熱風管想熱風室供給熱風，熱風徑向穿過內外網筒間的谷層 進行加熱和干燥，廢氣穿過外網筒后散失在大氣之中。該機為批量作業(yè)式，上料時 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 6 - 先切斷風機的熱源，并關閉通向熱風管的閘閥用冷風由下風管向倉內上料，帶上料 完畢后開始干燥。干燥時，先接通風熱風源，關閉上料風管的閘閥并打開通向熱風 管的閘閥，然后對谷物進行干燥。當干燥到要求的程度時，則切斷熱風源用冷風驚 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，這是風機應停止工作。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)，即當把谷物干燥到一個階段后，將谷物放出并經上料風管的 氣流將其又送入倉內，待全倉谷物全部運行一遍后，再轉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：該機為方倉式，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，下部為通風道。該機的地板為傾斜系根據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。 該機谷層堆積厚度與地板通風式干燥機相同，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 3m。 該機的卸糧門位于地板低處的一側，為使卸糧方便卸糧門為多個并聯形式，卸 糧速度快。在卸糧門的下方常設有皮帶式輸送機，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上設有雙向可調的進氣門 及排氣門，在干燥開始前的一半時間采取底部進氣，廢氣由上排氣孔排出，后一半 時間則改用上進氣門進氣，廢氣由下排氣門排出。 ⑶.高低溫混合式干燥機 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% ） ，然后轉入低溫干燥將谷物干燥到底（水分降到 14%） 。這樣 既達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量。 這種干燥方法目前在美國應用較多，但其設備投資較大，在我國目前經濟狀況下尚 難以大量采用。 1.2.2 輻射式干燥機 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備稱為輻射式谷物 干燥機。這種干燥機目前有：太陽能干燥機、遠紅外干燥機、微波干燥機及高頻干 燥機。 ⑴.太陽能干燥機 該機利用太陽能集熱器（平板式及弧面集交式）將太陽輻射的熱量轉換給空氣、 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 7 - 并將空氣引入低溫干燥機進行通風干燥，其工作過程為：太陽能干燥機為了白天蓄 熱以備晚上之用，一般其基礎都采用蓄熱量大的石塊建筑成，基礎內部設備風道。 有的太陽能干燥機還設有輔助供熱爐，已被陰天時或特殊情況下使用。 太陽能干燥機具有節(jié)能、成本低和干燥質量好的優(yōu)點，但其設備投資較大，占 地面積也較大，因此目前雖然在美國已開始應用但數量不多。擴展的速度不快。 ⑵.遠紅外干燥機 遠紅外干燥機是由發(fā)射器發(fā)出的波長為 5.6～1000 微米的遠紅外不可見光波對 谷物進行照射，使谷物的水分產生劇烈的振動而升溫，從而達到干燥目的的設備。 干燥中谷粒的內部和表面同時升溫，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。這是遠紅外干燥的突出特點。 我國生產的點習慣遠紅外干燥機，由多條輸送帶和多個設置在輸送帶上方的遠紅外 發(fā)射器、排濕風機、機殼、喂料斗及出料口等組成。工作時，物料經喂入斗落入上 層的輸送帶并逐次傳遞給以下各層的輸送帶，最后送出機外。谷物在輸送過程中受 到其上方的遠紅外發(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 風機提供的氣流帶走。 該機具有干燥速度快、干燥質量好的優(yōu)點，但由于以電能供熱其干燥成本較高， 目前只應用于經濟價值高的果干制品及山產品、水產品的干燥中。 ⑶.高頻與微波干燥機 高頻干燥機及微波干燥機工作原理基本相同，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生的電磁波對谷物進行照射，高頻電磁波或微波電磁 波使谷粒中的水分子產生快速極性變換從而產生熱效應，使谷粒水分發(fā)散以達到干 燥的目的。這類干燥機都有干燥速度快和干燥質量好的優(yōu)點，但由于以電能為熱源 其干燥的目的。這類干燥機的干燥成本較高，目前在農業(yè)物料的干燥中尚應用甚少， 主要用于工業(yè)生產及食品干燥中。 1.2.3 導熱式干燥機 這種干燥機是靠導熱進行熱交換的，在谷物干燥中應用甚少，在工業(yè)產品的紙 張和布匹干燥中應用較多。該機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，軋輥旋轉中將物料制成并逐步進行干燥，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干燥以下為按作業(yè)方式不同把干燥機分為以 下幾類。 1.2.4 批量作業(yè)式干燥機 現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 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 8 - 開始逐步向上發(fā)展的。干燥中形成了三種層次，即：已達到平衡水分的干燥層，其 上方是正在干燥中但還未達到平衡水分的谷層，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自己 條件采用不同的方式進行作業(yè)。 ⑴整倉干燥 當谷物水分不太大時，可裝滿整倉進行干燥。這時由于谷物阻力較大，通過谷 層斷面的風速較小，則干燥速度較慢，可利用自然空氣或稍高一點的熱風進行作業(yè)， 工作比較方便。但要選擇好熱風溫度，如風溫過高，其平衡水分將很低，如長時間 干燥會使全倉的谷物達到過干程度。 ⑵淺層干燥 為了加速干燥，可將谷物按一定的厚度進行干燥，這時刻采用較高的熱風溫度 （45℃以下） ，使改谷物的平均水分能較迅速地達到安全水分（14%左右） 。由于谷 層較淺，上下層的水分極差較小，經充分混合后貯存，谷物水分會自然達到一致， 這種方法，目前在我國采用較多。 ⑶分層干燥 在國外有的小型農場采用這種干燥方法，即每天將收獲的濕糧裝入低溫倉進行 干燥，雖然谷層較薄但也要在當天使它干燥到安全水分。第二天再將收獲的濕糧裝 入已干燥糧之上進行干燥，也在當天干燥到要求的水分。第三、第四天如此同樣進 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 前邊談到的高溫干燥機，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 和卸料的時間生產有效時間利用率較高，干燥質量也較穩(wěn)定。我國糧食部門（糧庫 和糧油加工廠）和國營農場多采用這種方式作業(yè)。 1.2.6 循環(huán)作業(yè)式干燥機 循環(huán)作業(yè)干燥目前有兩種形式，即：封閉式干燥機（簡稱循環(huán)式干燥機）和分 流循環(huán)式干燥機（干、濕糧混合式干燥機） ⑴封閉循環(huán)式干燥機 為了提高干燥谷物的降水幅度和縮小設備體積及重量，出現了封閉循環(huán)干燥機， 該機作業(yè)時將谷物先裝滿全機，然后把它封閉起來讓谷物才機中進行循環(huán)流動和干 燥，知道谷物水分達到要求時為止，然后將干糧放出。這種干燥機我國有定型產品。 該機除屬封閉循環(huán)式干燥機外，上不還設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。說明該機每次干燥后的緩 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 9 - 蘇室加較長。由于這個緣故，該機干燥質量好，谷物無爆腰現象，并有顯著的節(jié)能 效果。該機用 50～60℃熱介質干燥，即可干燥種子又可干燥商品糧。該機容量為 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。 ⑵.分流循環(huán)式干燥機 分流循環(huán)式干燥機實際是干、濕糧混合式干燥機。其工作過程如下，該機由兩 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、熱風機、冷風機、循環(huán)糧提升機及成品糧提升機組成。 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機和冷空氣混合后的 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)式不止地進行 干燥。經常有一定量的濕糧連續(xù)進入干燥塔，同時又有一定量的干糧從干燥機輸送 出來，故稱此機位分流循環(huán)干燥機，其實質是干、濕糧混合干燥機。 該干燥機具有以下特點：通過調節(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。這種干燥機在俄羅斯應用較多，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 5HGS 系列產 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)（設備）中，有兩大主要設備：即干燥機主機及供熱設 備，供熱設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。供熱空氣和供熱設備是利用換熱器把煙氣的熱量轉換到空氣中 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備的合理結構、參數及合理利用熱源，有必要對谷物干燥所 用的燃料性能、爐型結構及平衡計算等做一了解。 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 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、焦爐煤氣、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，但其燃燒產物二氧化硫(SO2)有臭味，損 害谷物品質。此外與水結合會變成亞硫酸（H2SO2 ）對金屬有強烈的腐蝕作用，因 此硫對谷物干燥是不利的因素。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?；曳侄嗟娜剂戏Q為劣質燃料。固體和液體燃料成分按質量百分數表示， 而氣體的成分則用容積百分數表示。根據對燃料進行分析方法的不同，固體燃料的 成分有四種表示方法。 ①應用基 應用基是表示實際應用的成分，在各成分的代號上標有角號“y” ，各代號表示 各成分的百分數。其表示公式為： 10%yyyCHNSAW??? 進行燃燒計算時，要采用應用基成分。 ②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，先用風干法（熱風溫度為 45～50℃）去除燃料的外部 水分，這種除水后的成分質量百分數為分析基。在各成分代號右上角有角碼“f” 。 即： 10%ffffffCHNSAW??? ③干燥基 為了消除燃料外部及內部水分對燃料的影響，先將燃料加熱到 102～105℃，然 后進行分析。在成分代號的右上角標注角號“g” 。即： 10gggS??? ④可燃基 出去全部水分和灰分以后驚醒成分分析，在成分代號上標有角號“r” ，即： %rrrCHNAW 在上述四種“基”中，由于各種“基”所含的內容不同，其個成分的所占百分數也 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 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行換算： 1010yyAW??? % fffr % 10ggrC??? % 1.4 谷物干燥用供熱設備的種類 在對流式谷物干燥中所用的供熱設備，是向干燥機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的爐灶（設有換熱器） ；按燃燒原理 不同又可分為層燃式爐灶和懸燃式爐灶等?，F對我國在谷物干燥中常用的集中爐灶 的結構及其供熱過程介紹如下。 ①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用，是以無煙煤為燃料直接向干燥機供給爐 氣的。該爐灶由爐膛、沉降室、混合室、冷風調節(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（通風面積）較大，其活截面系數為 0.2～0.4，適于木材或煤炭等大粒狀的燃料 燃燒?？装迨綘t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（通風面積） 風速為 0.3～1.3m/s；孔板式爐排通過活截面的風俗為 5m/s 左右。該爐作業(yè)爐膛燃 煤層厚度為 20cm 左右。 在爐膛的上方設有二次進風口，使爐膛內燃燒著燃料除得到下部供風外，還得到上 方的補充風，使煙氣中未燃盡的碳粒子得到充分燃燒。在爐膛的后面設有沉降室和 混合室。利用氣流轉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，沉降室的風速應在 0.5m/s 以下。 沉降室后面連通著混合室，室內有冷風調節(jié)門，以便按干燥介質溫度要求適當 調配冷風量。在混合式下部還設有火花撲滅器，利用斜傾帶孔的反射板使大顆粒的 碳粒和火花經碰擊后存留在混合室內。調節(jié)好的熱煙混合氣從混合室側口進入干燥 機。為使爐灶生火時，爐內沒有充分燃燒的煙氣（“生煙” ）不進入干燥室，特在 混合室上方設有煙囪，正常工作時將煙囪里的閘閥關閉。 ②固體燃料傾斜爐排式手燒爐 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 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 芯和其他松散性農產品肥料等。 ③列管換熱式熱風爐 列管式熱風爐是利用熱煙氣橫多層配置的冷風管，對管內流動的冷風進行加熱。 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。 列管式熱風爐大都是錯流換熱，目前雖有多種機型但都存在著使用上的問題，主要 是風管的外壁經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)、風關壁煙垢的增加則熱效率逐漸下降，一般 達到 50%左右。該爐可提供的熱風溫度為 200℃以內，如溫度過高則熱風管有燒毀 或變形的危險。 ④無管式熱風爐 無管式熱風爐是全金屬爐型，是利用幾層環(huán)形風道與煙道之間的間壁進行換熱 的。該爐為圓柱形，由內部的爐膛及其外圍三層環(huán)形通道（兩層冷風道，一層煙氣 道） 、爐柵、爐門、熱風出口及煙氣引風機等組成。 其換熱器過程是這樣的，爐膛內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其下部的引煙機引出 機外；冷空氣由第三層環(huán)形通道（最外層）的上面入口處被吸入，然后由該風道向 下方流動，留至下方后經冷風彎管（多個）引入到第一層（最里層）風道，此后沿 該層風道向上流動，并由上方熱風出口被引出。該爐利用爐膛與三個環(huán)形通氣道的 煙和冷風間壁進行換熱，一般可使熱風溫度達 200℃左右，而煙氣與空氣換熱后達 150～200℃左右由煙氣引風機引出。該機為逆順換熱，熱風溫度較高，散熱損失較 小，熱效率 60%～70% 無管式熱風爐現在已發(fā)展到管、板相結合的換熱器結構，生產的機器型號較多，由 小型 10x 410kcal/h(420MJ/h)到大型 120x 410kcal/h(5040MJ/h)的系列產品，由于考慮 成本低、結構簡單大都采用手燒式。 ⑤機燒式及熱管式熱風爐 機燒式熱風爐，其供熱量較大為 60x 4kcal/h(2520MJ/h)以上，采用機械上煤 （鏈板或鏈斗式） 、機械填煤（鏈條爐排或往復爐排）和機械除渣（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% 。 該爐的典型結構為臥式，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；但也有的熱風爐 為提高爐膛內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， 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 13 - 但維修比較困難。 ⑥燃油爐 目前應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甚微，基本上不存在對谷 物的污染。因此這種爐型在國外應用較多，但國內由于柴油供應不足和油價較高目 前應用較少，僅國營農場有少量的應用。 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，然后進入燃燒室，在該室內與引入的大量空氣充 分混合并燃燒。燃燒后的產物—煙氣（爐氣）由引風機引出并送向干燥機。為了增 加該爐的熱效率，在燃燒室的外層空氣道內設有輻射板，可將燃燒室外三的熱量經 輻射板再反射回來。 2.谷物干燥機設計 2.1 谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設計 順流干燥是熱介質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 的高溫熱介質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。根據對國內外有關資料的分析,對逆流、混流、順流等幾種干燥工藝進行對 比,在實驗的基礎上,采用順流加緩蘇干燥工藝,進行一級逆流冷卻后排糧,并在一塔內 完成;以燃煤間接加熱空氣為干燥介質。另外,根據谷物干燥品質、降水幅度和生產 能力的要求,亦可采用多級加熱和緩蘇,工藝流程為： ⑴初步清選后的濕糧由皮帶輸送機送入主提升機,將其提升到塔體上部,由卸料口 進入塔體內。 ⑵濕糧由塔體上部緩慢向下移動,熱風受角狀管的作用自上向下運動。工藝流程 圖為 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 14 - 循 環(huán)→ → → →→ →→→→→ 出糧Ⅱ 級緩 蘇Ⅱ 級緩 蘇 緩蘇冷卻Ⅱ 級緩 蘇Ⅱ 級加 熱Ⅰ 級緩 蘇Ⅰ 級加 熱預混濕糧 圖 2-1 工藝流程圖 ⑶在流動中經過一級加熱室加熱，經過一級緩蘇室后，流經第二加熱室，流經 第二緩蘇室，此后在干燥機內縱向設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℃)，出機后流入提升 機接受斗參與循環(huán)干燥；其二是逆流冷卻糧通道，經過此通道冷卻的糧食由機下排 出，冷卻時間較長，達到出糧溫度不高于環(huán)境溫度 5℃之差。 ⑷該機是用兩臺熱風機供熱，一臺熱風機向第一加熱室供熱風；另一臺熱風機 向第二、第三加熱室供給熱風，兩臺風機分別控制熱風溫度。 ⑸在熱風管道處配有溫度傳感器,通過電控裝置可控制助燃風機的開停,以便達到 作業(yè)溫度要求。 2.2 干燥機的設計 2.2.1 干燥機的外殼及工作室材料選擇 干燥機的外殼采用優(yōu)質冷軋鋼板，表面采用靜電噴塑工藝、外觀新穎、堅固耐 用，其標準尺寸為公稱厚度為 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，工作室內壁與槽鋼之間連接為焊接。 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 15 - 2.2.2 小時去水量計算 hw 1210hMWG??? 代入濕糧生產率 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 加熱室容積是根據干燥機干燥強度（每 m 容積每小時的去水量）而確定，本 機為順流式干燥機，故干燥強度較大取為 50kg/h* 3. 3872950.6hWVA???? h：該干燥機的小時去水量（kg/h） A:該干燥機的干燥強度 50kg/h* 3m. ? ：加熱室的有效容積系數取 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在內部設置了縱 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，經濟 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 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 16 - 撐板的負荷，取斷面為 2x4 2m。同時考慮到加熱室內部的進氣與排氣管路的結構 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 風機參數的計算 風機是把機械能傳給空氣，使空氣產生壓力差而流動的機械。風機是谷物干燥 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 17 - 機的主要部件，按空氣在風機內部流動的方向來分類，風機可分為軸流式、離心式、 混流式三大類。離心式風機主要由進風口、出風口、葉輪、機殼等組成。 2.3.1 熱風機流量 Q 計算 12vW=d??水 式中： ?——介質干前與干后的比容（認為干前、干后不變） ； d1——熱介質干前的濕含量， （kg H 2O/kg 干空氣） ； d 2——廢氣的濕含量， kg H 2O/kg 干空氣） ； 經計算得： 330.91872Q==5901m/(50/4hh??取 ） 2.3.2 風壓計算 熱風機的壓頭應包括：風機的動壓力 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——熱介質容重，根據 20 0C 的 r 20進行計算， , t——介質溫度， C。2073??r =0.996kg/ m? =風機出口速度，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; 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 18 - U=谷層斷面的氣流平均速度，取 u=0.3m/s b——為系數，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，取 =0.02； D——管道直徑， 取 D=256mm. 則 0.2.910985()568lhPa??? ??取其為 30（pa） 則 風機的壓力 h j=70+462+55+30=617（Pa） 2.3.3 選擇熱風機 據所需的風壓和風量來確定風機的大小，即機號。從理論上講，只要有一臺風 機，把轉速提高到一定程度，都可達到某一風壓和風量，但實際上由于結構強度的 限制，效率低和不經濟等原因，實際中難于實現。因此本設計根據該干燥機所需熱 風量選擇兩臺風機并聯作業(yè)，則每臺的風量為 25000 m 3/h 及要求壓力為 617（Pa） ， 擬選用兩臺 NO.10C 型風機，其轉速 n=710r/min,流量為 20000～28000 m 3/h 壓力 600～700（Pa） 。 離心式通風機由葉輪、機殼和機座三個基本部分組成。葉輪是通風機的最主要 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，前盤是通風機吸氣側的圓盤，葉片的兩端分別與后盤和前盤銜接。 離心式通風機的機殼呈蝸殼形，由鋼板焊接而成。在機殼的側面設有圓形進口，在 蝸殼方向設有出風口。離心式通風機葉輪的旋轉方向必須與機殼的蝸卷方向一致。 2.3.4 熱風機供熱計算 10()hHQrCt??? 式中： 1t ：熱風溫度，第一熱風機熱風溫度為 120℃、第二熱風機熱風溫度為 80℃0t ：環(huán)境溫度，28℃C ：比熱 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 19 - r：容重 4h12H50.91(208)50.91(802)3710/KJh????????? 2.3.5 選擇冷風機 冷風量為熱風量的 0.3～0.5 倍，取 20000m 3/h， （ 15000 m 3/h～25000 m 3/h） 風壓約為谷層阻力的 1.2～1.5 倍，取 600Pa(600～693Pa),則選冷風機的型號選為 NO.82，其轉速 n=710r/min,流量為 21200 m /h 壓力 600～700（Pa） 2.3.6 角狀管設計計算 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，設計時選用 1mm 的鋼板。已經 風機流量為 ，角狀管端面面積為 ，且還要根據進風與出風時在通350/mh20.5m 氣角狀管的斷面風速 應小于 5~6m/s，取 計算。dV=/sdV036dQNf? 式中：全風量 5/mh 角狀管端面面積 20.5f?N 因為分 3 級干燥，則每個干燥室進風角狀管數量為 18 個，出氣角狀管與進氣 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計論文 - 20 - 角狀管交錯布置，所以出氣角狀管數量為 16 個，其中冷卻室進氣角狀管數量也為 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.升運機構及排糧機構的計算 3.1 斗式提升機的選型與計算 選用斗式提升機，其優(yōu)點是：結構簡單；提升高度和輸送能力大；有良好的密 封性；橫截面積尺寸??；占用生產面積小。選逆向進料，斗速度 1.5m/s,斗裝備系 數值 0.85。 選 TH500 型提升機，其技術規(guī)格如下表。 主軸轉速 斗容 斗距 斗寬 鏈輪節(jié)圓直徑 (n/min) (l