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换向通风横流式谷物干燥机的研究及计算机模拟设计
发布时间：2013-06-06 07:41 来源：未知
0、引言
横流式谷物干燥机是世界上设计较早，使用时间较长的一种谷物干燥设备，它不仅结构简单、造价低廉，而且还具有故障率低，使用寿命长等优点。因此，横流式谷物干燥机至今仍是世界上使用较广的干燥机型之一。但横流式干燥机也有其较大的不足之处，主要表现在干燥段谷物层的内外侧水分差异较大，从而造成干燥后的谷物水分不够均匀。虽然，近代设计的双立柱横流式谷物干燥机已进行了较大的改进（如图1所示），在干燥段的中上部设置了一种叉流式换向器，使干燥段内外侧的谷物在经过叉流式换向器时外层谷物流向内侧：内层谷物流向外侧，从而使内外侧谷物都能受到高温空气的加热，以达到水分比较均匀的目的。但由于叉流式换向器的结构所致，使叉流内谷层的厚度变的更小，而且由于有许多个导向管交叉，使谷物通过导向管时容易堵塞，尤其是谷物水分含量较高，杂质较多时，问题就更加突出。另一方面，叉流式换向器占用的空间也比较大。而且双立柱式横流干燥机是在两个粮柱间设置通风室，故粮柱有多高，通风室就得设置多高，因此，机体的利用率也比较低。为此，世界各国在近代又设计开发了许多其它类型的干燥机，如角状盒式混合流干燥机；漏斗式顺流干燥机等等。但笔者认为，横流式干燥机虽然有一些不足之处，但其优点是明显的，如经过进一步的改进设计，克服其不足仍不失为一种理想的谷物干燥机械。
为此，笔者针对传统横流式干燥机的不足之处，经过深入研究，设计开发成功了一种新型的横流式谷物干燥机，即多槽多段换向通风横流式谷物干燥烘干机。使得横流式干燥机又向前推进了一大步。并于1993年获得中国专利权，富通新能源生产销售木屑烘干机、木屑颗�；然瞪璞�。
1、多槽多段换向通风横流式谷物干燥机的设计原理
针对横流式干燥机的不足之处，多槽多段换向通风横流式干燥机采取了干燥段内多槽式通风与排风结构，使谷物分成了四个薄层粮柱，不仅减少了谷层阻力，而且大大增加了干燥强度和提高了塔体的利用率。更为重要的是采用了两个以上的多个干燥段所组成的干燥主段，不仅能连续干燥，而且还能改变粮柱的通风方向（如图2所示），从而形成了能够均匀干燥的换向通风干燥新工艺。并可根据干燥主段的高度来选择换向通风的次数。
多槽多段换向通风横流式干燥机的工作原理是（参见图2）：谷物首先通过斗式提升机6将谷物提升到干燥机塔体的项部，然后经入料口进入干燥塔上部的贮粮段并均匀地落入四个薄层粮柱12中，并逐步向下经过换向通风干燥和通风冷却后再经由排料机构边混合边排出塔体7，干燥空气由热风机压入通风槽10内并通过谷物层后经排风槽11排出塔外�；幌蛲ǚ缃峁沟墓钩墒亲菹蛳嗤较蚺帕械耐ǚ绮鄣慕欧绶较蛘孟喾矗佣纬闪嘶幌蛲ǚ绺稍�。并可配用燃煤热风炉或燃油炉等各种加热装置。
如果干燥机的生产能力设计比较大，干燥机的塔体比较高时，可设计成两次或两次以上的换向通风次数，以达到干燥均匀的目的。
2、计算机模拟优化设计及干燥机主要结构尺寸的确定
以每小时生产率为3t，降水率为5%的HLH-3型干燥机设计为例，根据以往设计经验2]和运用原北京农业工程大学曹崇文教授主持研制的CGDSP计算机谷物干燥综合模拟程序模拟对比分析，HLH-3型干燥机的主要结构尺寸确定如下：
(1)粮柱厚度为0.25m; (2)干燥通风槽高度每节为0.8m，通风槽宽度为0.3m；(3)纯干燥段高度为1.6m(2节)；(4)粮柱个数为4个；(5)冷却段高度为0，8m；(6)干燥机塔顶贮粮段为1.0m；(7)干燥机总高度为7.5m；(8)干燥段热风流速为0.2～0.3m/s，设计选取值为0.25m/s; (9)干燥机总配置功率为15kW。
3、计算机模拟与试验结果的对比
3.1计算机模拟与干燥参数的选择
以干燥玉米为例，通过变换工艺参数经过计算机模拟运行与比较，干燥气流温度为90'C左右，干燥段热风流速为0.25m/s时，干燥的综合性能指标较好。现以环境温度为15℃，空气相对温度为65%时，计算机模拟运行结果按不换向通风和换向通风（在干燥段1/2处换向）两种工况输出（水分均以湿基计1：
3.2试验实测结果
经1994年11月初在宁夏银川对HLH-3型多槽多段换向通风横流式谷物干燥机的试验实测，其结果如下。
3. 2.1试验参数的选取
试验环境平均温度为15℃；试验环境空气平均相对温度为64%;干燥段进风处热风温度为90℃：干燥段热风流速为0.25m/s:干燥机生产率调整量为3t/h，干燥段内玉米流速为2m/h。
3.2.2实测结果
纯干燥时间：0.80h;平均水分：14.1%；平均谷温：54℃（冷却前）：机内谷层水分差：4.2%：排气温度：38℃；干燥速率：7.43%/h；干燥机单位耗热：4773U。
4、综合分析结论
通过上述计算机模拟优化设计和实例实测结果证明：
(1)横流式干燥机虽具有结构简单，可靠性较高等优点，但谷层间的水分差较大，干燥的均匀性较差。
(2)但通过换向通风干燥工艺后，谷层间水分差可降低2～3倍，并通过出料机构混合经自然平衡后完全能够满足贮藏的要求。
(3)经过对比，计算机模拟结果与实测结果的误差较�。ǖ比�，实测时可能存在一定的误差），证明计算机模拟在一定温度段内的准确度比较高，实用性较强，大大简化了干燥机的设计计算并能够容易地变换参数和输出模拟运行结果。尤其对干燥规律的探索其意义更加明显。
(4)通过计算机模拟和试验实测，证明换向通风横流式干燥机的设计是成功的。
(5)换向通风方式代替了叉流式机械换向机构，其优点是明显的，并可在大型干燥机上增加换向次数而又不占用干燥段容积，因此可以说换向通风横流式谷物干燥机的研制成功，使横流式干燥工艺上了一个新台阶，并对横流式干燥机的继续发展和应用起到了推动作用。
