КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Моделирование процесса тепло- и массообмена в системах с распределенными параметрами
Моделируется процесс тепло- массообмена в слое зерна I, через который продувается сушильный агент 2 (рис. 6.1.).
В основе расчета параметров режима сушки зерна в плотном слое лежит упрощенный механизм тепло- и массообмена. в котором приняты следующие предпосылки: влага в зерне находится в жидком состоянии; тепло- и массообмен происходит только между сушильным агентом и зерном; температурный градиент внутри отдельных зерновок пренебрежимо мал; теплообмен между сушильным агентом и зерном осуществляется путем конвекции. С учетом сделанных предпосылок процесс сушки можно описать системой дифференциальных уравнений (6-1)-(6-4). Первое уравнение системы отражает закон сохранения энергии в процессе сушки: тепло, переданное нагретым воздухом (левая часть равенства), расходуется на нагрев зерна и испарение влаги. Второе уравнение составлено в соответствии с законом сохранения вещества. (6-1) (6-2) (6-3) (6-4) где t - температура сушильного агента, °С; d - влагосодержание сушильного агента, г/кг сухого воздуха; W - влажность зерна, %; T - температура зерна, °С; V - скорость сушильного агента, м/с; C3, Cв - соответственно теплоемкость зерна и воздуха, кДж/кг·°С; e - порозность зернового слоя; r1 - скрытая теплота парообразования воды, кДж/кг; aq - коэффициент теплоотдачи, ккал/кг·ч·°С; g3 - объемная масса зерна, кг/м3; gв - удельный вес воздуха, кг/м3; K - коэффициент сушки, I/ч; Wр - равновесная влажность зерна, %; x - пространственная координата, м; t - время, ч. Последние два уравнения отражают соответственно законы тепло- и массообмена между зерном и сушильным агентом. Решение системы дифференциальных уравнений осуществляется численным методом, основанным на последовательном (во времени и пространстве) расчете процесса сушки тонкого слоя. Изменением влажности и температуры по высоте этого слоя можно принебречь. Процесс сушки тонкого зернового слоя в течение периода времени Dt, за которое скорость сушки изменяется незначительно, описывается системой алгебраических уравнений:
(6-5) (6-6) (6-7) (6-8) где d - толщина тонкого слоя, м. Толщину можно определить по формуле (6-9) а коэффициент сушки (6-10) Температура зерна и сушильного агента связаны соотношением (6-11) где ti-1, ti - температура сушильного агента соответственно на входе и на выходе i-го слоя °С. Зависимость (6-11) позволяет исключить из рассмотре-ния уравнения (6-7) и рассчитывать теплообмен в про-цессе сушки по уравнению теплового баланса (6-5). Таким образом, для i-го тонкого слоя в интервале времени Dt можно будет рассчитать в jDt момент вре-мени значения параметров зерна и сушильного агента: (6-12) d (6-13) (6-14) (6-15) где (6-16) B= (6-17) При этом равновесная влажность зерна Wр определяется по формуле Гендерсона: (6-18) где j - влажность сушильного агента, % (6-19) Алгоритм моделирования процесса сушки зерна в толстом слое представлен на рис. 6.2. Алгоритм предусматривает ввод исходных данных (блок 1), установку начальных значений параметров (блоки 2 и 3), циклическое вычисление параметров воздуха и зерна для n слоев зерна и циклическую печать полученных параметров (блоки 4, 5, 6, 7, 8), управление внешним циклом при изменении времени за счет сравнения среднего значения влажности зерна Wср с конечной влажностью Wкон. (блоки 9, 10).
Средняя влажность по всем слоям в каждый момент времени определяется по формуле (6-20) Написав программу для реализации математической модели на ЭВМ, можно провести исследования на модели и определить влияние различных параметров на ход технологического процесса.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 334; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |