Методика проведения работ по вентилированию зерна в силосе вместимостью 10000 тонн

Силос, вместимостью 10000 тонн имеет диаметр 28,3 м, высоту вертикальной стенки 17,2 м при общей высоте 25,1 метра.
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур невозможно без применения удобрений [1], а увеличение сроков хранения в металлических силосах невозможно без применения принудительного вентилирования зерна.

Для вентилирования зерна в силосе вместимостью 10000 тонн используется 4 одинаковых вентилятора импортного производства. Каждый из вентиляторов подает воздух в отдельную систему воздухораспределительных каналов, расположенных в ¼ части площади силоса, в соответствие с рисунком 1.



Исследования аэродинамических характеристик зерна в силосе с таким расположением воздухораспределительных каналов позволяет определить нижнюю границу слоя зерна, в котором следует измерять перепад давления для определения расхода воздуха.

Норматив для определения объема нагнетаемого воздуха в зависимости от массы зерна не учитывает скорости воздуха [2]. Минимально допустимая подача воздуха в металлическом силосе принимается равной 10 м3/ч∙т [3].
При проведении экспериментов было измерено: давление, перепад давления в зерновой массе и расходы воздуха, нагнетаемые вентиляторами. Давление и перепады давления измеряли на разных уровнях по высоте силоса в диаметрально противоположных направлениях. Расходы воздуха измеряли в воздуховодах, соединяющих вентиляторы с силосом.

Для измерения давления и перепада давления воздуха внутри силоса использовали дифманометр-напоромер ДНМП-100-М1-600Ра-2,5-УЗ. Предел измерения данного прибора 600 Па, диаметр циферблата 100 мм, класс точности-2.5. Прибор устойчив к воздействию температуры окружающего воздуха от минус 50 до плюс 60°С и относительной влажности до 98% при температуре 35°С. Расход воздуха измеряли по общепринятой методике с использованием пневмометрической трубки Пито и цифрового дифманометра. Погрешность измерения составляет не более 5%.

Места отбора давлений воздуха внутри силоса вместимостью 10000 тонн осуществляли при помощи штуцеров, расположенных на 3-х уровнях по высоте (см. рис. 2). На первом уровне, на высоте 1 метр от воздухораспределительной решетки.



Такое же расположение штуцеров на втором уровне на высоте 2 метра от решетки. На третьем уровне, на высоте 4 метра от решетки, установлено 4 штуцера через 90°.

Перепады давления измеряли между штуцерами 1-го и 3-го уровней, в слое толщиной 3 метра, и между штуцерами 2-го и 3-го уровней, в слое толщиной 2 метра. Эти измерения проводили при всех 4-х включенных вентиляторах, при 3-х, при 2-х и при 1-ом. Отключением вентиляторов изменялись режимы вентилирования и места подачи воздуха в зерновую массу.

В каждом режиме вентилирования в слое толщиной 3 м или 2 м было произведено 8 измерений перепадов давления воздуха. Те режимы, в которых разность между максимальным и минимальным значением перепада давления не превышает 15 Па, относили к режимам с равномерным распределением давления по сечению силоса. Ограничение в 15 Па принято исходя из класса точности измерительного прибора. Если расхождения менее 15 Па, то измеренные значения перепадов можно считать не отличающимися друг от друга. Для режимов с равномерным распределением давления вычисляли среднее значение перепада давления, которое использовали в дальнейших вычислениях скорости фильтрации воздуха через зерновой слой.
Для вычисления расхода воздуха, проходящего через зерновой слой внутри силоса, использовали известную формулу Рамзина.





Скорость фильтрации вычисляли по формуле:


Расход воздуха, проходящего через зерновой слой, вычисляли по формуле:



Утечки воздуха из силоса вычисляли как разность расходов воздуха, нагнетаемого вентиляторами и проходящего через зерновой слой.




Удельные затраты энергии определяли по следующей формуле.



1. Методика получения данных о переходных процессах изменения температуры зерна по слоям зерновой массы при включении системы активного вентилирования и обработки этих данных с целью получения соответствующих динамических моделей.
Контроль температур ведется непрерывно в режиме нормальной эксплуатации объекта посредством штатно установленных в силосе цифровых термоподвесок.
2. Методика оценки критических изменений граничных условий при хранении зерна в металлическом силосе.
В металлическом силосе наиболее неблагоприятные условия хранения создаются в верхней части зерновой насыпи [4].
Оценка условий возникновения рисков конденсационного увлажнения зерна в металлическом силосе проводится методом расчетного моделирования.
Мониторинг гигро-термического состояния внутренней поверхности кровли силоса проводится в режиме нормальной эксплуатации силоса при наступлении характерных условий конденсатообразования.
3. Методика разработки корректирующих воздействий.

Корректирующие воздействия разрабатываются для применения с целью предупреждения рисков конденсационного увлажнения зерна. Среди них имеются конструкторские предложения для изготовителей силосов, мероприятия пассивного противодействия конденсационным процессам и мероприятия активного воздействия.

Список использованной литературы:
1. Бузетти К. Д., Иванов М. В. Влияние на экосистему, качество сельскохозяйственной продукции и здоровье людей, минеральных и органических удобрений применяемы в отраслях АПК – журнал «Аллея науки» №4, 2018
2. Кечкин И. А. «Аэродинамические параметры воздуха при вентилировании зерна в силосах вместимостью 1000, 2000, 5000 и 10000 тонн», сборник научных трудов I-ой Международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов., 2018. – С. 46.
3. Агропромышленный портал России [электронный ресурс]. Активное вентилирование в силосах элеваторов. Режим доступа: - http://agroportal24.ru/hranenie-zerna/3003-aktivnoe-ventilirovanie-v-silosah-elevatorov.html - (Дата обращения: 04.01.2012).
4. Кечкин И. А., Разворотнев А. С., Гавриченков Ю. Д. Режимы хранения и вентилирования зерна пшеницы в металлических силосах большой вместимости. Хлебопродукты, 2017. № 11 - С. 58

Кечкин Иван Александрович, ассистент
Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г.Разумовского (Первый казачий университет) г. Москва, Россия,
ВНИИЗ-филиал «ФНЦ пищевых систем им. В.М.Горбатова г. Москва, Россия

Статья опубликована в журнале:
Научно-практический электронный журнал «Аллея Науки». – 2018. – Т.2. - №4(20). – С.501-504.