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黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
我國(guó)東北糧食產(chǎn)量大，而剛收獲的糧食需降水處理后才可儲(chǔ)藏，每年因?yàn)榧皶r(shí)干燥而損失的糧食多大幾十萬(wàn)噸。降低或除去物料中的水分稱為干燥。在谷物收獲中，干燥具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)一臺(tái)谷物干燥機(jī)，采用順流式谷物干燥機(jī)，由于順流式谷物干燥機(jī)的干燥能力較小，故設(shè)計(jì)為3級(jí)順流式谷物干燥機(jī)。熱風(fēng)機(jī)選用NO.10C。冷風(fēng)機(jī)選用NO.82，干燥室內(nèi)部均布18個(gè)角狀管。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮東北冬季溫度、干燥成本、干燥工藝，燃料等問(wèn)題，并采用CAXA軟件制圖，使之能明確的表達(dá)干燥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：谷物干燥機(jī)；儲(chǔ)藏技術(shù)；順流干燥 Abstract
Food production in the Northeast China, and freshly harvested grain need precipitation treatment before storage, annual losses because timely dry much of hundreds of thousands of tons of grain. To reduce or remove the water in the material called dry. In the grain harvest, drying is very important. The design of a grain dryer to solve this problem, the concurrent flow grain dryer, due to concurrent grain dryer drying capacity is small, so the design of 3 level concurrent flow grain dryer. Hot air machine using NO.10C. Air cooler used NO.82, drying chamber is uniformly distributed with 18 angular tube. Consider the winter temperature in Northeast, drying, drying process cost at design time, fuel and other issues, and the use of CAXA software, the overall structure of the explicit expression of dryer.
Key words：: Grain dryer; storage technology; concurrent flow drying
目錄
摘 要 I
1.緒論 1
1.1干燥的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.1.1 干燥的意義和要求 1
1.1.2 干燥的基本原理和方法 1
1.1.3干燥機(jī)的技術(shù)要求 3
1.1.4影響糧食干燥過(guò)程的因素 3
1.2 谷物干燥機(jī)簡(jiǎn)介 4
1.2.1常溫及低溫慢速干燥貯存設(shè)備 4
1.2.2 高溫快速間歇式干燥設(shè)備 5
1.2.3輻射式干燥機(jī) 5
1.2.4批量作業(yè)式干燥機(jī) 6
1.3 谷物干燥用的燃料 7
1.3.1燃料的種類和成分 7
1.3.1谷物干燥用供熱設(shè)備的種類 9
2.谷物干燥機(jī)主體設(shè)計(jì) 12
2.1谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì) 12
2.2谷物干燥機(jī)基本參數(shù)的選擇 13
2.2.1 干燥機(jī)總體結(jié)構(gòu)分析 13
2.2.2 干燥機(jī)的生產(chǎn)率和耗熱量 14
2.2.3 風(fēng)量、風(fēng)壓及風(fēng)機(jī)的選擇 15
2.3干燥機(jī)的總體設(shè)計(jì) 16
2.3.1 干燥機(jī)的外殼的選擇 16
2.3.2 小時(shí)去水量計(jì)算 16
2.3.3 小時(shí)干燥能力計(jì)算 16
2.3.4 加熱室容積的確定 16
2.3.5 緩蘇室容積的確定 17
2.3.6 冷卻室容積的確定 17
2.3.7 加熱室的設(shè)計(jì) 18
2.3.8 進(jìn)、出氣口的布局 19
2.4風(fēng)機(jī)參數(shù)的計(jì)算 20
2.4.1熱風(fēng)機(jī)流量Q計(jì)算 20
2.4.2 風(fēng)壓計(jì)算 20
2.4.3 選擇熱風(fēng)機(jī) 21
2.4.4 熱風(fēng)機(jī)供熱計(jì)算 21
2.4.5選擇冷風(fēng)機(jī) 22
3.升運(yùn)機(jī)構(gòu)及排糧機(jī)構(gòu)的計(jì)算 23
3.1斗式提升機(jī)的選型與計(jì)算 23
3.1.1輸送量的計(jì)算 23
3.1.2功率計(jì)算 23
3.2螺旋輸送機(jī)的選型與計(jì)算 24
3.2.1螺旋輸送機(jī)選型。 24
3.2.2螺旋輸送機(jī)輸送量的計(jì)算 24
4.換熱器計(jì)算 25
4.1 換熱器的換熱量 25
4.2計(jì)算兩種流體的“對(duì)數(shù)平均溫度差” 25
4.3計(jì)算換熱器的總換熱面積 26
5.熱風(fēng)爐參數(shù)的計(jì)算 27
5.1小時(shí)耗煤量的計(jì)算 27
5.2干燥機(jī)要求爐灶的供熱量 27
5.3 爐柵面積的計(jì)算 27
5.4爐膛容積 28
5.5爐高的確定 28
5.6熱風(fēng)爐的選擇 28
結(jié)論 29
參考文獻(xiàn)： 30
致謝 32
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1.緒論
1.1干燥的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1 干燥的意義和要求
降低或除去物料中的水分稱為干燥。在谷物收獲中，干燥具有十分重要的意義。干燥能使農(nóng)產(chǎn)品提前收獲，減少作物在田間受風(fēng)、雨、蟲(chóng)等造成的損失；能縮小農(nóng)產(chǎn)品的體積，減輕重量，便于運(yùn)輸分配；能使農(nóng)產(chǎn)品水分降低到不易引起霉變、酶化和蟲(chóng)化的狀態(tài)，從而減少損失。
目前我國(guó)的谷物干燥機(jī)主要以煙煤為熱源，使用燃煤熱風(fēng)爐供熱，以熱風(fēng)為介質(zhì)進(jìn)行干燥，對(duì)糧食無(wú)污染。少數(shù)谷物干燥機(jī)（主要在農(nóng)場(chǎng)）采用柴油爐供熱直接干燥，熱效率較高，但對(duì)糧食有一定程度的污染。近年來(lái)我國(guó)谷物干燥技術(shù)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(yīng)用于生產(chǎn)，干燥機(jī)生產(chǎn)廠的新產(chǎn)品不斷增多，產(chǎn)量在逐步擴(kuò)大，電子計(jì)算機(jī)模擬分析也開(kāi)始應(yīng)用。
干燥的要求如下：
1.干燥后應(yīng)具有良好的品質(zhì)。如種子的發(fā)芽率要高；谷物的爆腰率要低；復(fù)水性好；保持良好的色澤
2.干燥均勻，降水適當(dāng)
3.能耗低。一般干燥所需的熱量較大，故要改進(jìn)工藝和設(shè)備，減少熱損失，提高熱效率，力求降低熱耗。
4.減少和避免污染
1.1.2 干燥的基本原理和方法
谷物的水分是影響種子進(jìn)一步加工處理和安全貯存的一個(gè)重要因素，為使谷物能長(zhǎng)期的安全貯存，必須使種子的水分降低到安全水分范圍內(nèi)。
水分在種子中的存在形式有：化學(xué)的、物理化學(xué)的和物理機(jī)械三種。
化學(xué)結(jié)合水是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，與干物質(zhì)結(jié)合最牢固，只能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)除去。
物理化學(xué)結(jié)合水包括吸附水分和滲透水分。通常種子可視為由許多細(xì)小顆?；蚶w維組成的復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體。吸附水分存在于種子的細(xì)小顆粒（或纖維）的表面，滲透水是指種子細(xì)胞壁或纖維皮壁內(nèi)的水分。這兩種水分可用干燥的方法除去。
物理機(jī)械結(jié)合水包括表面水和毛細(xì)管水。毛細(xì)管水是存在于種子毛細(xì)管內(nèi)的水分，這種水分很容易被蒸發(fā)除去，其蒸發(fā)與自由表面水的蒸發(fā)一樣，所需能量較少。因此，在干燥種子時(shí)，首先被蒸發(fā)除去的就是這部分水分，只有當(dāng)種子被干燥至一定程度時(shí)，才開(kāi)始排除較難除去的吸附水分。膠質(zhì)毛細(xì)管多孔種子的水分以滲透和毛細(xì)管形式存在。
種子的水分有兩種表示方法：濕基水分和干基水分。所謂濕基水分，是以種子的質(zhì)量為基準(zhǔn)，用種子中的水分質(zhì)量對(duì)種子質(zhì)量之比的商分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即：
x100% (1-1)
式中，M為濕基水分，%：Mw為種子中水分的質(zhì)量，g；Md為種子中干物質(zhì)（水分被全部除去的物質(zhì)）質(zhì)量，
在干燥過(guò)程中，種子的總質(zhì)量不斷變化，用濕基水分難以確切表達(dá)干燥速率和所除去的水分，應(yīng)當(dāng)采用一個(gè)在干燥過(guò)程中始終不變的量（即種子的干物質(zhì)質(zhì)量）作為計(jì)算基準(zhǔn)，便可得干基水分，即
x100% (1-2)
式中，Md為干基水分，%。
一般情況下，不加特別說(shuō)明的是指濕基水分。種子水分的測(cè)定方法可以分為直接測(cè)定法和間接測(cè)定法兩種。直接測(cè)定法師將種子置于烘箱中加熱、除去水分，測(cè)出失去的水分值即可確定物料的水分含量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，但測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)。間接測(cè)量法是根據(jù)種子的某一特性與其所含水分的關(guān)系，利用相應(yīng)的儀表進(jìn)行測(cè)定。如根據(jù)種子的電阻與其水分含量的關(guān)系設(shè)計(jì)的水分測(cè)定儀，可快色測(cè)定種子水分，但其結(jié)果須經(jīng)校正。
1.1.3干燥機(jī)的技術(shù)要求
1.在谷物干燥以前，應(yīng)進(jìn)行清洗，剔除對(duì)谷物流動(dòng)有影響的夾雜物，以保證通風(fēng)的均勻性和減少氣流的阻力，使谷物干燥后的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.谷物干燥一般不宜采用傳導(dǎo)方式加熱的干燥機(jī)進(jìn)行直接接觸加熱烘干。因直接接觸加熱的溫度不易控制，加熱不均，容易使谷物喪失活力，甚至?xí)压任锟窘埂?
3.在谷物干燥過(guò)程中，對(duì)干燥溫度的控制是非常重要的，一般來(lái)講應(yīng)嚴(yán)格控制種子出機(jī)溫度不超過(guò)43℃.但谷物的出機(jī)溫度不易測(cè)量和控制，故常用的方法是控制干燥氣流的溫度。因?yàn)楫?dāng)谷物干燥到安全水分時(shí)，其溫度也就接近氣流的溫度，故控制氣流溫度比較安全可靠。
4.谷物干燥時(shí)，不能一次降水太多，故采用多次間歇烘干，使谷物不致因受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、溫度過(guò)高、失水過(guò)快而喪失活力。
5.經(jīng)過(guò)加熱干燥的谷物必須經(jīng)冷卻后才能入倉(cāng)，以防局部產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象或長(zhǎng)期受熱而導(dǎo)致活力衰退、發(fā)芽率降低。
6.在允許的條件下，所采用的干燥機(jī)應(yīng)具有較高的干燥速度和生產(chǎn)率。
1.1.4影響糧食干燥過(guò)程的因素
糧食干燥是一個(gè)復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過(guò)程。影響這個(gè)過(guò)程的因素是很多的，如糧食的品種和特性、干燥介質(zhì)的參數(shù)、環(huán)境條件和干燥工藝等，現(xiàn)分述如下：
熱風(fēng)溫度:熱風(fēng)溫度提高時(shí)，它傳給糧食的熱量就增多，從而增強(qiáng)了糧食表面水分的汽化能力，使糧粒內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移的速度加快。此外熱風(fēng)溫度增高，則其飽和濕含量增加，帶走水分的能力也加強(qiáng)。因此提高熱風(fēng)溫度不僅可以提高干燥速率，縮短干燥時(shí)間，而且還會(huì)降低單位熱耗。限制熱風(fēng)溫度提高的因素是糧食品質(zhì)，熱風(fēng)溫度過(guò)高，則糧溫升高，品質(zhì)下降。所以，在不影響糧食品質(zhì)的前提下應(yīng)盡量采用高的熱風(fēng)溫度。
熱風(fēng)風(fēng)量:適當(dāng)增加干燥介質(zhì)穿過(guò)糧層的速度，也能加速糧食的干燥過(guò)程。當(dāng)熱風(fēng)濕度和糧食含水量相同時(shí)，熱風(fēng)流速在0.5米/秒以下范圍內(nèi)的干燥作用最為明顯。試驗(yàn)結(jié)果證明，熱風(fēng)流速?gòu)?.3米/秒增加到0.5米/秒時(shí)，干燥速度大大加快，但是，當(dāng)流速增加到0.7米/秒以上時(shí)，反而不能使干燥速率加快。糧食的初始水分較高時(shí)，熱風(fēng)流速對(duì)干燥過(guò)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(guò)程的快慢。當(dāng)糧食含水率較低時(shí)，干燥過(guò)程所蒸發(fā)的主要是微毛細(xì)管水和吸附水，而這些水分的蒸發(fā)是比較困難，當(dāng)糧食含水率較高時(shí)，其水分主要是自由水，自由水容易蒸發(fā)，所以，干燥過(guò)程就快。
熱風(fēng)相對(duì)濕度:熱風(fēng)濕度影響它的吸濕能力，當(dāng)熱風(fēng)達(dá)到飽和時(shí)，則不再吸收水分，失去干燥作用。因此，熱風(fēng)濕度也會(huì)影響干燥速率。五、糧層厚度干燥室中糧層的厚薄對(duì)干燥過(guò)程有很大影響。風(fēng)流速一定時(shí)，適當(dāng)?shù)募Z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(guò)程。但是，糧層過(guò)薄，則單位熱耗增加，而且還可能使糧食過(guò)早出現(xiàn)表皮硬化，影響糧食品質(zhì)，延緩干燥過(guò)程
1.2 谷物干燥機(jī)簡(jiǎn)介
谷物干燥機(jī)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常溫及低溫慢速干燥貯存設(shè)備
這種類型是用外界空氣或稍加溫的空氣進(jìn)行干燥，所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，一般多在倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行或完成干燥作業(yè)后兼作貯存。有地板通風(fēng)倉(cāng)和徑向通風(fēng)倉(cāng)兩種。
地板通風(fēng)倉(cāng)：倉(cāng)底用平坦或接近平坦的透風(fēng)地板（用木、磚、水泥等制成），地板下為空氣室，用風(fēng)機(jī)將外界空氣或稍加溫的空氣吹入室內(nèi)造成一定壓力，使其均勻地由地板空隙透過(guò)谷層進(jìn)行干燥，然后由上部排氣孔排出。
徑向通風(fēng)倉(cāng)：是在具有通風(fēng)倉(cāng)壁的圓筒倉(cāng)中心豎立透氣的通風(fēng)管道，使風(fēng)機(jī)送來(lái)的氣流通過(guò)中心管道向四周徑向吹出，穿過(guò)四周谷層有透氣倉(cāng)壁排出。中心管道內(nèi)上部裝有活塞式閥門，可依倉(cāng)內(nèi)谷物堆積高度進(jìn)行上、下位置的調(diào)節(jié)，以保證氣流不空漏。這種倉(cāng)的谷層較薄，干燥較快，倉(cāng)底可制成漏斗型，依谷物自重卸糧，但造價(jià)高。
以上兩種方法都可用自然空氣或加低溫的空氣。因?yàn)楣攘Ｊ歉稍镔A存性質(zhì)，時(shí)間長(zhǎng)，通風(fēng)的氣體長(zhǎng)時(shí)間接觸谷粒，故加溫時(shí)不宜使用爐氣直接加熱，以免將谷粒污染變色。
1.2.2 高溫快速間歇式干燥設(shè)備
1.種子烘干室 烘干室堆放谷物的種床有一定斜度，一般為22°-23°，基本上能使谷物自動(dòng)下滑經(jīng)出料門排出。種子烘干室是屬于靜止分批式烘干機(jī)類型，這種烘干設(shè)備對(duì)粒狀或穗狀種子都能烘干。是玉米穗烘干的一種常用設(shè)備。種床上篩孔很大，以便熱空氣自篩孔順利通過(guò)，但應(yīng)保證不漏谷粒，篩孔面積不小于種床面積的1/4。在烘干過(guò)程中，種子處于靜止?fàn)顟B(tài)，而熱空氣的流向則是循環(huán)進(jìn)行的。
熱空氣在烘干室里重復(fù)利用成為雙循環(huán)，只利用一次成為單循環(huán)。在烘干含水率高于25%的玉米穗之后的熱空氣，由于溫度比較低，濕度比較大，不適于二次利用。二次利用只適用于第一次低于25%以下的谷物。例如：二次利用時(shí)，第一次烘干中谷物含水率為15%，排出的熱空氣溫度為35-42℃，濕度為65-70%。利用此熱空氣再來(lái)烘含水率為25%以上的谷物是完全可以的，最后排到大氣中的熱空氣的溫度為20-25℃，溫度為80%以上。在二次利用烘干時(shí)，若發(fā)現(xiàn)第一次排出的熱空氣的溫度比較低時(shí)，也可通過(guò)烘干室空氣補(bǔ)償門送來(lái)的熱風(fēng)提高溫度，已達(dá)到二次利用的目的。
立筒式氣流烘干機(jī) 這類烘干機(jī)型式較多，有固定式也有移動(dòng)式，但其共同特點(diǎn)是用高溫氣流分批進(jìn)行干燥。此種類型的干燥劑是使谷物處于噴動(dòng)狀態(tài)，以加強(qiáng)混合氣和谷物接觸面積，使被干燥的物質(zhì)受熱后升溫快，達(dá)到高溫快速干燥的目的。
1.2.3輻射式干燥機(jī)
利用可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光的光波傳遞能量使谷物升溫干燥的設(shè)備稱為輻射式谷物干燥機(jī)。這種干燥機(jī)目前有：太陽(yáng)能干燥機(jī)、遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)、微波干燥機(jī)及高頻干燥機(jī)。
⑴.太陽(yáng)能干燥機(jī)
該機(jī)利用太陽(yáng)能集熱器（平板式及弧面集交式）將太陽(yáng)輻射的熱量轉(zhuǎn)換給空氣、并將空氣引入低溫干燥機(jī)進(jìn)行通風(fēng)干燥，其工作過(guò)程為：太陽(yáng)能干燥機(jī)為了白天蓄熱以備晚上之用，一般其基礎(chǔ)都采用蓄熱量大的石塊建筑成，基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)備風(fēng)道。有的太陽(yáng)能干燥機(jī)還設(shè)有輔助供熱爐，已被陰天時(shí)或特殊情況下使用。
太陽(yáng)能干燥機(jī)具有節(jié)能、成本低和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但其設(shè)備投資較大，占地面積也較大，因此目前雖然在美國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用但數(shù)量不多。擴(kuò)展的速度不快。
⑵.遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)
遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)是由發(fā)射器發(fā)出的波長(zhǎng)為5.6～1000微米的遠(yuǎn)紅外不可見(jiàn)光波對(duì)谷物進(jìn)行照射，使谷物的水分產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)而升溫，從而達(dá)到干燥目的的設(shè)備。干燥中谷粒的內(nèi)部和表面同時(shí)升溫，鼓勵(lì)水分散發(fā)時(shí)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(yuǎn)紅外干燥的突出特點(diǎn)。
我國(guó)生產(chǎn)的點(diǎn)習(xí)慣遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)，由多條輸送帶和多個(gè)設(shè)置在輸送帶上方的遠(yuǎn)紅外發(fā)射器、排濕風(fēng)機(jī)、機(jī)殼、喂料斗及出料口等組成。工作時(shí)，物料經(jīng)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(jī)外。谷物在輸送過(guò)程中受到其上方的遠(yuǎn)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(fēng)機(jī)提供的氣流帶走。
該機(jī)具有干燥速度快、干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但由于以電能供熱其干燥成本較高，目前只應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的果干制品及山產(chǎn)品、水產(chǎn)品的干燥中。
⑶.高頻與微波干燥機(jī)
高頻干燥機(jī)及微波干燥機(jī)工作原理基本相同，都是利用頻率為幾兆赫茲高頻電場(chǎng)或幾億赫茲的微波電場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁波對(duì)谷物進(jìn)行照射，高頻電磁波或微波電磁波使谷粒中的水分子產(chǎn)生快速極性變換從而產(chǎn)生熱效應(yīng)，使谷粒水分發(fā)散以達(dá)到干燥的目的。這類干燥機(jī)都有干燥速度快和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但由于以電能為熱源其干燥的目的。這類干燥機(jī)的干燥成本較高，目前在農(nóng)業(yè)物料的干燥中尚應(yīng)用甚少，主要用于工業(yè)生產(chǎn)及食品干燥中。
1.2.4批量作業(yè)式干燥機(jī)
現(xiàn)以低溫干燥倉(cāng)為例來(lái)說(shuō)明它的不同作業(yè)方式。因?yàn)楣任锔稍锸菑淖畹偷墓葘娱_(kāi)始逐步向上發(fā)展的。干燥中形成了三種層次，即：已達(dá)到平衡水分的干燥層，其上方是正在干燥中但還未達(dá)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(shí)間的延續(xù)，這三個(gè)層次的位置逐步向上推移。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)可根據(jù)自己條件采用不同的方式進(jìn)行作業(yè)。
⑴整倉(cāng)干燥
當(dāng)谷物水分不太大時(shí)，可裝滿整倉(cāng)進(jìn)行干燥。這時(shí)由于谷物阻力較大，通過(guò)谷層斷面的風(fēng)速較小，則干燥速度較慢，可利用自然空氣或稍高一點(diǎn)的熱風(fēng)進(jìn)行作業(yè)，工作比較方便。但要選擇好熱風(fēng)溫度，如風(fēng)溫過(guò)高，其平衡水分將很低，如長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)使全倉(cāng)的谷物達(dá)到過(guò)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(jìn)行干燥，這時(shí)刻采用較高的熱風(fēng)溫度（45℃以下），使改谷物的平均水分能較迅速地達(dá)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(jīng)充分混合后貯存，谷物水分會(huì)自然達(dá)到一致，這種方法，目前在我國(guó)采用較多。
⑶分層干燥
在國(guó)外有的小型農(nóng)場(chǎng)采用這種干燥方法，即每天將收獲的濕糧裝入低溫倉(cāng)進(jìn)行干燥，雖然谷層較薄但也要在當(dāng)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(jìn)行干燥，也在當(dāng)天干燥到要求的水分。第三、第四天如此同樣進(jìn)行，直到全倉(cāng)裝滿谷物并干燥后一起卸出。這種方法對(duì)使用管理方便，但由于氣流阻力較大，電耗較多。
1.3 谷物干燥用的燃料
在對(duì)流式谷物干燥系統(tǒng)（設(shè)備）中，有兩大主要設(shè)備：即干燥機(jī)主機(jī)及供熱設(shè)備，供熱設(shè)備又有供熱空氣和供熱煙道氣（簡(jiǎn)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(shè)備是利用換熱器把煙氣的熱量轉(zhuǎn)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(shè)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(duì)谷物有一定程度的污染。
為了深入的研究供熱設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)、參數(shù)及合理利用熱源，有必要對(duì)谷物干燥所用的燃料性能、爐型結(jié)構(gòu)及平衡計(jì)算等做一了解。
1.3.1燃料的種類和成分
我國(guó)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(lái)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(wú)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?fàn)t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(shí)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(chǎn)物二氧化硫(SO2)有臭味，損害谷物品質(zhì)。此外與水結(jié)合會(huì)變成亞硫酸（H2SO2）對(duì)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，因此硫?qū)任锔稍锸遣焕囊蛩?。燃料中氧、氮、灰分及水分的存在，相?duì)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(zhì)燃料。固體和液體燃料成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，而氣體的成分則用容積百分?jǐn)?shù)表示。根據(jù)對(duì)燃料進(jìn)行分析方法的不同，固體燃料的成分有四種表示方法。
①應(yīng)用基
應(yīng)用基是表示實(shí)際應(yīng)用的成分，在各成分的代號(hào)上標(biāo)有角號(hào)“y”，各代號(hào)表示各成分的百分?jǐn)?shù)。其表示公式為：
(1-3)
進(jìn)行燃燒計(jì)算時(shí)，要采用應(yīng)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(fēng)干法（熱風(fēng)溫度為45～50℃）去除燃料的外部水分，這種除水后的成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為分析基。在各成分代號(hào)右上角有角碼“f”。即：
(1-4)
③干燥基
為了消除燃料外部及內(nèi)部水分對(duì)燃料的影響，先將燃料加熱到102～105℃，然后進(jìn)行分析。在成分代號(hào)的右上角標(biāo)注角號(hào)“g”。即：
(1-5)
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(hào)上標(biāo)有角號(hào)“r”，即：
(1-6)
在上述四種“基”中，由于各種“基”所含的內(nèi)容不同，其個(gè)成分的所占百分?jǐn)?shù)也不同。
1.3.1谷物干燥用供熱設(shè)備的種類
在對(duì)流式谷物干燥中所用的供熱設(shè)備，是向干燥機(jī)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(fēng)的爐灶（設(shè)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(xiàn)對(duì)我國(guó)在谷物干燥中常用的集中爐灶的結(jié)構(gòu)及其供熱過(guò)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(yīng)用，是以無(wú)煙煤為燃料直接向干燥機(jī)供給爐氣的。該爐灶由爐膛、沉降室、混合室、冷風(fēng)調(diào)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(shè)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(fēng)面積）較大，其活截面系數(shù)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(zhǎng)形的整體式爐柵，其活截面系數(shù)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(guò)活截面（通風(fēng)面積）風(fēng)速為0.3～1.3m/s；孔板式爐排通過(guò)活截面的風(fēng)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(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口，使?fàn)t膛內(nèi)燃燒著燃料除得到下部供風(fēng)外，還得到上方的補(bǔ)充風(fēng)，使煙氣中未燃盡的碳粒子得到充分燃燒。在爐膛的后面設(shè)有沉降室和混合室。利用氣流轉(zhuǎn)向時(shí)的慣性沖力和重力，使較大顆粒的灰塵沉降下來(lái)，為使其有較好的沉降作用，沉降室的風(fēng)速應(yīng)在0.5m/s以下。
沉降室后面連通著混合室，室內(nèi)有冷風(fēng)調(diào)節(jié)門，以便按干燥介質(zhì)溫度要求適當(dāng)調(diào)配冷風(fēng)量。在混合式下部還設(shè)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(jīng)碰擊后存留在混合室內(nèi)。調(diào)節(jié)好的熱煙混合氣從混合室側(cè)口進(jìn)入干燥機(jī)。為使?fàn)t灶生火時(shí)，爐內(nèi)沒(méi)有充分燃燒的煙氣（“生煙”）不進(jìn)入干燥室，特在混合室上方設(shè)有煙囪，正常工作時(shí)將煙囪里的閘閥關(guān)閉。
②固體燃料傾斜爐排式手燒爐
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(gè)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(shí)，燃料在燃燒中自動(dòng)落下，連續(xù)地完成預(yù)熱、燃燒和燃盡三個(gè)階段。燃料層厚度為10～15cm，由于該爐連續(xù)地自動(dòng)補(bǔ)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(nóng)產(chǎn)品肥料等。
③列管換熱式熱風(fēng)爐
列管式熱風(fēng)爐是利用熱煙氣橫多層配置的冷風(fēng)管，對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的冷風(fēng)進(jìn)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(dú)立式。
列管式熱風(fēng)爐大都是錯(cuò)流換熱，目前雖有多種機(jī)型但都存在著使用上的問(wèn)題，主要是風(fēng)管的外壁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(shí)間的延續(xù)、風(fēng)關(guān)壁煙垢的增加則熱效率逐漸下降，一般達(dá)到50%左右。該爐可提供的熱風(fēng)溫度為200℃以內(nèi)，如溫度過(guò)高則熱風(fēng)管有燒毀或變形的危險(xiǎn)。
④無(wú)管式熱風(fēng)爐
無(wú)管式熱風(fēng)爐是全金屬爐型，是利用幾層環(huán)形風(fēng)道與煙道之間的間壁進(jìn)行換熱的。該爐為圓柱形，由內(nèi)部的爐膛及其外圍三層環(huán)形通道（兩層冷風(fēng)道，一層煙氣道）、爐柵、爐門、熱風(fēng)出口及煙氣引風(fēng)機(jī)等組成。
其換熱器過(guò)程是這樣的，爐膛內(nèi)的煙氣由爐膛上的引煙管（多個(gè)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(yùn)動(dòng)經(jīng)其下部的引煙機(jī)引出機(jī)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(fēng)道向下方流動(dòng)，留至下方后經(jīng)冷風(fēng)彎管（多個(gè)）引入到第一層（最里層）風(fēng)道，此后沿該層風(fēng)道向上流動(dòng)，并由上方熱風(fēng)出口被引出。該爐利用爐膛與三個(gè)環(huán)形通氣道的煙和冷風(fēng)間壁進(jìn)行換熱，一般可使熱風(fēng)溫度達(dá)200℃左右，而煙氣與空氣換熱后達(dá)150～200℃左右由煙氣引風(fēng)機(jī)引出。該機(jī)為逆順換熱，熱風(fēng)溫度較高，散熱損失較小，熱效率60%～70%
無(wú)管式熱風(fēng)爐現(xiàn)在已發(fā)展到管、板相結(jié)合的換熱器結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)的機(jī)器型號(hào)較多，由小型10xkcal/h(420MJ/h)到大型120xkcal/h(5040MJ/h)的系列產(chǎn)品，由于考慮成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單大都采用手燒式。
⑤機(jī)燒式及熱管式熱風(fēng)爐
機(jī)燒式熱風(fēng)爐，其供熱量較大為60xkcal/h(2520MJ/h)以上，采用機(jī)械上煤（鏈板或鏈斗式）、機(jī)械填煤（鏈條爐排或往復(fù)爐排）和機(jī)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(jié)構(gòu)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(jī)組成。一般是將爐體與換熱器分開(kāi)，便于維修和管理；但也有的熱風(fēng)爐為提高爐膛內(nèi)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(gè)整體，但維修比較困難。
2.谷物干燥機(jī)主體設(shè)計(jì)
2.1谷物干燥系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì)
順流干燥是熱介質(zhì)流動(dòng)方向與谷物運(yùn)動(dòng)方向相同的一種干燥工藝。相對(duì)濕度低的高溫?zé)峤橘|(zhì)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(dá)到干燥谷物的作用,而又不至于會(huì)使谷物本身受熱溫度過(guò)高;熱介質(zhì)在穿越物料過(guò)程其濕度不斷增大、溫度不斷降低,從而可避免谷物干燥過(guò)程的大幅度升溫,保證了谷物的干燥品質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用順流加緩蘇干燥工藝,進(jìn)行一級(jí)逆流冷卻后排糧,并在一塔內(nèi)完成;以燃煤間接加熱空氣為干燥介質(zhì)。
圖2-1 工藝流程圖
另外,根據(jù)谷物干燥品質(zhì)、降水幅度和生產(chǎn)能力的要求,亦可采用多級(jí)加熱和緩蘇,工藝流程為2-1所示：
⑴初步清選后的濕糧由皮帶輸送機(jī)送入主提升機(jī),將其提升到塔體上部,由卸料口進(jìn)入塔體內(nèi)。
⑵濕糧由塔體上部緩慢向下移動(dòng),熱風(fēng)受角狀管的作用自上向下運(yùn)動(dòng)。工藝流程圖為
⑶在流動(dòng)中經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱室加熱，經(jīng)過(guò)一級(jí)緩蘇室后，流經(jīng)第二加熱室，流經(jīng)第二緩蘇室，此后在干燥機(jī)內(nèi)縱向設(shè)置了中間隔板將下部空間分成兩半，其一是第三級(jí)加熱室和三級(jí)緩蘇室，此路糧食為熱循環(huán)糧(糧溫約為35℃)，出機(jī)后流入提升機(jī)接受斗參與循環(huán)干燥；其二是逆流冷卻糧通道，經(jīng)過(guò)此通道冷卻的糧食由機(jī)下排出，冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到出糧溫度不高于環(huán)境溫度5℃之差。
⑷該機(jī)是用兩臺(tái)熱風(fēng)機(jī)供熱，一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)向第一加熱室供熱風(fēng)；另一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)向第二、第三加熱室供給熱風(fēng)，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)分別控制熱風(fēng)溫度。
⑸在熱風(fēng)管道處配有溫度傳感器,通過(guò)電控裝置可控制助燃風(fēng)機(jī)的開(kāi)停,以便達(dá)到作業(yè)溫度要求。
2.2谷物干燥機(jī)基本參數(shù)的選擇
選擇干燥機(jī)，必須考慮經(jīng)濟(jì)和安全的因素。經(jīng)濟(jì)效果的好壞取決于燃料的價(jià)格、干燥機(jī)熱利用率的高低和干燥機(jī)本身的造價(jià)。干燥機(jī)的安全程度突出的表現(xiàn)在機(jī)械性安全程度和工藝性安全程度兩個(gè)方面。前者是指干燥機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性以及對(duì)谷物種子的損傷率：而工藝性安全程度是指干燥時(shí)采用的熱空氣溫度、種子和熱空氣接觸的時(shí)間、谷物的含水率、干燥的速度、一次干燥的降水幅度、氣流的流量以及分配的均勻性等因素，尤其對(duì)稻谷種子烘干時(shí)，要特別注意工藝性安全程度。
2.2.1 干燥機(jī)總體結(jié)構(gòu)分析
干燥機(jī)的外殼采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，工作室為冷軋加強(qiáng)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，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(nèi)壁與槽鋼之間連接為焊接。
干燥機(jī)分3級(jí)干燥，每個(gè)干燥室進(jìn)風(fēng)角狀管數(shù)量為18個(gè)，出氣角狀管與進(jìn)氣角狀管交錯(cuò)布置，出氣角狀管數(shù)量為16個(gè)，其中冷卻室進(jìn)氣角狀管數(shù)量為18個(gè)，采用逆流冷卻的形式，與第三干燥室共用出氣角狀管。
濕糧由提升機(jī)運(yùn)送到干燥機(jī)的頂部，由卸糧口進(jìn)去到干燥機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱、一級(jí)緩蘇、二級(jí)加熱、二級(jí)緩蘇、三級(jí)加熱、三級(jí)緩蘇，再進(jìn)行逆流冷卻，冷風(fēng)由三級(jí)緩蘇段的出風(fēng)口排出，經(jīng)螺旋輸送器運(yùn)出。
1—提升機(jī)2—螺旋輸送機(jī)8—熱風(fēng)爐 9—換熱器 11—熱風(fēng)機(jī) 12—冷風(fēng)機(jī) 13—送氣管道 14—冷卻段 15—干燥段16—緩蘇段 17—貯糧段22—角狀管
圖2-2 干燥機(jī)總體結(jié)構(gòu)
2.2.2 干燥機(jī)的生產(chǎn)率和耗熱量
干燥機(jī)在干燥過(guò)程中收到溫度、濕度、谷物含水率等變化的影響，所以在確定烘干機(jī)的產(chǎn)量時(shí)，通常都是按照干燥全過(guò)程以平均每小時(shí)的降水率來(lái)確定的。采用干燥機(jī)對(duì)粒狀谷物種子烘干，一般平均每小時(shí)降1-2%的水分，而玉米穗種子，一般平均每小時(shí)只能降0.2-0.3%水分。如有100噸玉米種子（粒）需要烘干到15%水分，玉米種子的初始水分為25%。烘干的期限為20天，平均每小時(shí)的降水率為1%。已知烘干機(jī)的烘干段容積，并設(shè)每立方米玉米按0.7t計(jì)，即可求出平均每小時(shí)的烘干產(chǎn)量。
一般情況下，利用干燥機(jī)直接加熱烘干谷物時(shí)，每蒸發(fā)1Kg水的平均耗熱量約為1000-1100大卡，而干燥玉米穗時(shí)，由于在干燥玉米時(shí)，玉米芯的水分也同時(shí)在蒸發(fā)，故耗熱量一般為2100-2500大卡。在具體確定烘干機(jī)的耗熱量時(shí)，要稍大于以上數(shù)值：當(dāng)采用間接加熱烘干時(shí)，應(yīng)在以上所計(jì)算出的耗熱量基礎(chǔ)上約在增加30%的熱量，才能滿足干燥的要求。
2.2.3 風(fēng)量、風(fēng)壓及風(fēng)機(jī)的選擇
風(fēng)量的確定：玉米穗干燥時(shí)的單位通風(fēng)量約為每分鐘8-12m3空氣，而粒狀谷物烘干時(shí)的單位通風(fēng)量比玉米穗大，約為18-25m3.如已知干燥機(jī)內(nèi)谷物種類和容積，就可根據(jù)單位通風(fēng)量估計(jì)出單位時(shí)間干燥機(jī)、室、倉(cāng)所需要的通風(fēng)量。在實(shí)際應(yīng)用中熱空氣的溫度和氣流量應(yīng)很好的調(diào)整。若溫度高而空氣量不能滿足要求時(shí)，難于將介質(zhì)容納的大量水氣帶到空氣中去。因此選用時(shí)也應(yīng)稍留有余地。
風(fēng)壓的估計(jì)：風(fēng)壓是指在烘干過(guò)程中，氣流通過(guò)種子時(shí)所受到的阻力，氣流通過(guò)堆積的種子時(shí)速度很慢，呈現(xiàn)的阻力主要是靜壓。因此主要以靜壓為基準(zhǔn)來(lái)選擇風(fēng)機(jī)。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，玉米穗堆積高度為3m左右時(shí)，其靜壓值為水柱高70mm左右：粒狀種堆高位0.5m左右時(shí)，其靜壓為45mm左右水柱高。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還應(yīng)加上通風(fēng)、風(fēng)道和加熱器等對(duì)氣流的阻力。
2.3干燥機(jī)的總體設(shè)計(jì)
2.3.1 干燥機(jī)的外殼的選擇
干燥機(jī)的外殼采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，表面采用靜電噴塑工藝、外觀新穎、堅(jiān)固耐用，其標(biāo)準(zhǔn)尺寸為公稱厚度為3.5mm 、寬度為1.70m 、長(zhǎng)度為6m 工作室為冷軋加強(qiáng)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(zhǎng)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(nèi)壁與槽鋼之間連接為焊接。
2.3.2 小時(shí)去水量計(jì)算
干燥機(jī)小時(shí)去水量見(jiàn)公式 2-1
(2-1)
代入濕糧生產(chǎn)率=15000kg/h、原始水分=19%、烘干后水分14%，則得
(2-2)
2.3.3 小時(shí)干燥能力計(jì)算
已知降水幅度為=5%，濕糧生產(chǎn)率=15000kg/h，則其小時(shí)干燥能力為：
（）
=150005
=75（） (2-3)
2.3.4 加熱室容積的確定
加熱室容積是根據(jù)干燥機(jī)干燥強(qiáng)度（每m容積每小時(shí)的去水量）而確定，本機(jī)為順流式干燥機(jī)，故干燥強(qiáng)度較大取為50kg/h*.
(2-4)
式中： ：該干燥機(jī)的小時(shí)去水量（kg/h）
A:該干燥機(jī)的干燥強(qiáng)度50kg/h*.
：加熱室的有效容積系數(shù)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(jī)在內(nèi)部設(shè)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(jīng)濟(jì)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
干燥倉(cāng)為方倉(cāng)，設(shè)計(jì)時(shí)要注意干燥倉(cāng)的跨度不要過(guò)大，以防過(guò)大的增加谷床下面支撐板的負(fù)荷，取斷面為2x4。同時(shí)考慮到加熱室內(nèi)部的進(jìn)氣與排氣管路的結(jié)構(gòu)尺寸與谷層厚度則加熱室高度為：
(2-5)
式中：:加熱室容積
B：加熱室寬度2m
L：加熱室長(zhǎng)度4m
計(jì)算的加熱室高度為1.45m（取為1.5m）。
2.3.5 緩蘇室容積的確定
設(shè)計(jì)時(shí)由于通過(guò)加熱室與緩蘇室的時(shí)間是相同的，所以緩蘇室與加熱室的尺寸是相同的。
2.3.6 冷卻室容積的確定
由于該干燥機(jī)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，高度為1.5 m
2.3.7 加熱室的設(shè)計(jì)
濕糧在加熱室內(nèi)部進(jìn)行干燥，熱風(fēng)經(jīng)由加熱室內(nèi)部分布的角狀管，均勻地排進(jìn)熱風(fēng)，是糧食干燥均勻，糧食能夠最大程度的進(jìn)行干燥，提高糧食干燥效率和質(zhì)量。干燥室設(shè)計(jì)為1700x2000。糧層厚度為300.
圖2-3 干燥機(jī)加熱段示意圖
干燥機(jī)干燥室內(nèi)部設(shè)計(jì)18個(gè)角狀管，交錯(cuò)排列。角狀管的可以使加熱室獲得均勻的氣流，對(duì)糧食干燥時(shí)干燥均勻，受熱面積增大。 設(shè)計(jì)如下：
圖2-4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(shè)計(jì)時(shí)選用1mm的鋼板。已經(jīng)風(fēng)機(jī)流量為，角狀管端面面積為，且還要根據(jù)進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)時(shí)在通氣角狀管的斷面風(fēng)速應(yīng)小于5~6m/s，取計(jì)算。
(2-8)
式中：全風(fēng)量
角狀管端面面積
因?yàn)榉?級(jí)干燥，則每個(gè)干燥室進(jìn)風(fēng)角狀管數(shù)量為18個(gè)，出氣角狀管與進(jìn)氣角狀管交錯(cuò)布置，所以出氣角狀管數(shù)量為16個(gè)，其中冷卻室進(jìn)氣角狀管數(shù)量也為18個(gè)，采用逆流冷卻的形式，與第三干燥室共用出氣角狀管。
2.3.8 進(jìn)、出氣口的布局
濕糧經(jīng)過(guò)熱風(fēng)的作用下進(jìn)行干燥，加熱段設(shè)計(jì)了2個(gè)進(jìn)風(fēng)口與1個(gè)出風(fēng)口，以達(dá)到空氣的流通。熱風(fēng)機(jī)的通風(fēng)管道外部接到加熱段的進(jìn)風(fēng)口，從進(jìn)風(fēng)口向干燥室內(nèi)部吹進(jìn)熱風(fēng)，對(duì)糧食進(jìn)行干燥，同時(shí)熱風(fēng)從出風(fēng)口排出。
1—進(jìn)氣口 2—出氣口
圖2-5 干燥段進(jìn)、出氣口示意圖
2.4風(fēng)機(jī)參數(shù)的計(jì)算
2.4.1熱風(fēng)機(jī)流量Q計(jì)算
干燥機(jī)熱風(fēng)機(jī)流量見(jiàn)公式2-9
(2-9)
式中：——介質(zhì)干前與干后的比容（認(rèn)為干前、干后不變）；
d——熱介質(zhì)干前的濕含量，（kg HO/kg 干空氣）；
d——廢氣的濕含量， kg HO/kg 干空氣）；
經(jīng)計(jì)算得：
2.4.2 風(fēng)壓計(jì)算
熱風(fēng)機(jī)的壓頭應(yīng)包括：風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓力h及靜壓力（h為谷層阻力，h為沿程壓力阻力，為管道各項(xiàng)壓力損失）h兩部分，而, h= h+ h+分別計(jì)算。
(2-10)
式中： r——熱介質(zhì)容重，根據(jù)20C的r進(jìn)行計(jì)算，
, t——介質(zhì)溫度，C。
=0.996kg/ m
=風(fēng)機(jī)出口速度，初選=10m/s;
則
h=10(alu+blu)
式中： l——谷層厚度， l=0.5m;
U=谷層斷面的氣流平均速度，取u=0.3m/s
b——為系數(shù)，玉米的a=50,b=859。
則
(2-11)
式中：——管道摩擦系數(shù)，取=0.02；
D——管道直徑， 取D=256mm.
則
取其為30（pa）
則 風(fēng)機(jī)的壓力h=70+462+55+30=617（Pa）
2.4.3 選擇熱風(fēng)機(jī)
據(jù)所需的風(fēng)壓和風(fēng)量來(lái)確定風(fēng)機(jī)的大小，即機(jī)號(hào)。從理論上講，只要有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，把轉(zhuǎn)速提高到一定程度，都可達(dá)到某一風(fēng)壓和風(fēng)量，但實(shí)際上由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，效率低和不經(jīng)濟(jì)等原因，實(shí)際中難于實(shí)現(xiàn)。因此本設(shè)計(jì)根據(jù)該干燥機(jī)所需熱風(fēng)量選擇兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)作業(yè)，則每臺(tái)的風(fēng)量為25000 m/h及要求壓力為617（Pa），選用兩臺(tái)NO.10C型風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速n=710r/min,流量為20000～28000 m/h壓力600～700（Pa）。
離心式通風(fēng)機(jī)由葉輪、機(jī)殼和機(jī)座三個(gè)基本部分組成。葉輪是通風(fēng)機(jī)的最主要部件，它由輪轂后盤、葉片和前盤組成。輪轂書(shū)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(fēng)機(jī)吸氣側(cè)的圓盤，葉片的兩端分別與后盤和前盤銜接。離心式通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼呈蝸殼形，由鋼板焊接而成。在機(jī)殼的側(cè)面設(shè)有圓形進(jìn)口，在蝸殼方向設(shè)有出風(fēng)口。離心式通風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向必須與機(jī)殼的蝸卷方向一致。
2.4.4 熱風(fēng)機(jī)供熱計(jì)算
熱風(fēng)機(jī)供熱量見(jiàn)公式2-12
(2-12)
式中：
：熱風(fēng)溫度，第一熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度為120℃、第二熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度為80℃
：環(huán)境溫度，28℃
：比熱
：容重
2.4.5選擇冷風(fēng)機(jī)
冷風(fēng)量為熱風(fēng)量的0.3～0.5倍，取20000m/h，（15000 m/h～25000 m/h）風(fēng)壓約為谷層阻力的1.2～1.5倍，取600Pa(600～693Pa),則選冷風(fēng)機(jī)的型號(hào)選為NO.82，其轉(zhuǎn)速n=710r/min,流量為21200 m/h壓力600～700（Pa）
3.升運(yùn)機(jī)構(gòu)及排糧機(jī)構(gòu)的計(jì)算
3.1斗式提升機(jī)的選型與計(jì)算
選用斗式提升機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎn)面積小。選逆向進(jìn)料，斗速度1.5m/s,斗裝備系數(shù)值0.85。
3.1.1輸送量的計(jì)算
提升機(jī)的輸送量，見(jiàn)公式3-1
Q=3.6 (3-1)
式中：Q——斗式提升機(jī)的輸送量；
I——斗容積；L；
A——二相鄰斗之間的距離 ；
——被輸送物料的容重，一般為0.56～0.58，取0.57。
則
3.1.2功率計(jì)算
斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸功率；
(3-2
式中：H——提升高度，為17m;
——斗式提升機(jī)的效率，為0.7。
則
斗式提升機(jī)需要電動(dòng)機(jī)的功率；
式中：——傳動(dòng)效率，取平皮帶傳動(dòng)0.85；
K——電動(dòng)機(jī)的功率儲(chǔ)備系數(shù)，H＞20時(shí)為2.90。
則
3.2螺旋輸送機(jī)的選型與計(jì)算
3.2.1螺旋輸送機(jī)選型。
螺旋輸送機(jī)是一種無(wú)擾性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備，是利用螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)散粒物料沿機(jī)槽運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。在螺旋輸送機(jī)機(jī)槽內(nèi)裝有軸，軸上固定有螺旋葉片，軸由兩端的合軸承支承，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)而工作。
螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，糧食由進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)槽后，在螺旋的螺旋葉片的推動(dòng)下，糧食沿機(jī)槽以滑動(dòng)方式做軸向運(yùn)動(dòng)，直至卸料口卸出。物料在機(jī)槽內(nèi)的軸向運(yùn)動(dòng)就像螺母在旋轉(zhuǎn)的螺桿上做平移運(yùn)動(dòng)一樣，但物料不能隨螺桿旋轉(zhuǎn)，是由于物料的重力和物料對(duì)槽壁的摩擦力的作用，使物料發(fā)生翻滾運(yùn)動(dòng)。螺旋輸送機(jī)由螺旋體、機(jī)槽、軸承和驅(qū)動(dòng)裝置等主要部件組成。
3.2.2螺旋輸送機(jī)輸送量的計(jì)算
螺旋輸送機(jī)的輸送量，見(jiàn)公式3-3
Q=47D (3-3)
式中： D——螺旋葉片的外徑；
——機(jī)槽內(nèi)物料的裝載系數(shù)，取0.3；
n——螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速；
——物聊單位容積的質(zhì)量，取0.57；
S——螺距；
C——傾斜輸送時(shí)機(jī)槽內(nèi)物料橫截面積的修正系數(shù)，為1。
則 Q=47≈45(t/h)
4.換熱器計(jì)算
4.1 換熱器的換熱量
根據(jù)低溫流體在換熱進(jìn)、出口的溫度要求和流量來(lái)計(jì)算。
H=C(t-t) (4-1)
式中：——低溫流體比容，為1.293 m/kg;
Q——低溫流體的流量，50000m/h;
C——干空氣的比熱，C=0.91 kJ/（kg.C）;
t——冷空氣經(jīng)換熱后的溫度，為120C；
t——冷空氣進(jìn)入換熱后的溫度，為0C；
計(jì)算得 H=4222737 kJ/h
4.2計(jì)算兩種流體的“對(duì)數(shù)平均溫度差”
兩種流體的對(duì)數(shù)平均溫度差由式4-2計(jì)算
t= (4-2)
式中： ——熱冷流體進(jìn)口處的溫度差，
=t-t=800-200=600C
——熱冷流體出口出的溫度差，
=t-t=100C
計(jì)算得 t===279C
4.3計(jì)算換熱器的總換熱面積
換熱器的總換熱面積見(jiàn)公式4-3
F= (4-3)
K:換熱系數(shù)取500500W/ mC
計(jì)算得
5.熱風(fēng)爐參數(shù)的計(jì)算
5.1小時(shí)耗煤量的計(jì)算
熱風(fēng)爐小時(shí)耗煤量，見(jiàn)公式5-1
(5-1)
式中：H——燃煤的高位發(fā)熱量，取H=26595 kJ/h
——手燒爐供熱
計(jì)算得
5.2干燥機(jī)要求爐灶的供熱量
干燥機(jī)爐灶的供熱量，見(jiàn)公式5-2
(5-2)
——爐灶的綜合效率，=80%-85%。
計(jì)算得
5.3 爐柵面積的計(jì)算
爐柵面積的計(jì)算的計(jì)算，見(jiàn)公式5-3
（m） (5-3)
式中： q——爐柵熱強(qiáng)度系數(shù)（kJ/ mh）
F——爐柵面積（m）
經(jīng)計(jì)算 F=1.62 m
爐蠟縫隙的選擇及活截面的計(jì)算
為了使?fàn)t膛內(nèi)能進(jìn)入量和不使燃料從爐柵縫隙中漏下而造成損失，爐柵見(jiàn)的縫隙要選擇適中，考慮燃料的粒度情況，一般爐柵縫隙為3～15mm。木材和劣質(zhì)褐煤的爐柵活截面積系數(shù)A=0.28～0.3。而一般煙煤A=0.32～0.35，確定爐柵縫隙時(shí)，還要注意到通過(guò)縫隙的風(fēng)速為0.3～1.3m/s。
5.4爐膛容積
爐膛容積的計(jì)算，見(jiàn)公式5-4
(5-4)
式中： H——燃煤的高位發(fā)熱量（kJ/kg）
q——爐膛熱強(qiáng)度（kJ/ m.h）
V——爐膛容積(m)
經(jīng)計(jì)算 V=3.6 m
5.5爐高的確定
上述爐膛容積和爐柵面積確定后，則爐膛的高度 H按下式確定，即：
（m） (5-5)
經(jīng)計(jì)算H=2.3m
爐膛的長(zhǎng)與寬之比3：2，則計(jì)算L=0.96m,B=0.64m
5.6熱風(fēng)爐的選擇
根據(jù)熱風(fēng)爐的供熱量和小時(shí)耗煤量,選擇WRFL-120型熱風(fēng)爐,該爐的主要參數(shù)為，額定供熱量,熱效率為大于68%，耗煤量為185kg/h.。這種熱風(fēng)爐產(chǎn)熱量快，溫度高，效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
結(jié)論
本次設(shè)計(jì)的谷物干燥機(jī)是根據(jù)小時(shí)烘干玉米的設(shè)計(jì)要求來(lái)確定的。在考慮到設(shè)備所要達(dá)到的工作量以及成本的的情況下，對(duì)本干燥機(jī)的風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐的設(shè)計(jì)和提升機(jī)輸送機(jī)的型號(hào)做出了選擇。
此次設(shè)計(jì)為順流式干燥機(jī)，干燥機(jī)熱風(fēng)的流向與谷物的流動(dòng)方向一致，所以該干燥機(jī)的干燥能力較差，故設(shè)計(jì)為3級(jí)順流式干燥機(jī)，以滿足谷物干燥的要求。
本設(shè)計(jì)的干燥機(jī)不僅滿足設(shè)計(jì)要求，而且干燥后的糧食的品質(zhì)很好，可以在玉米的主產(chǎn)地使用這樣的糧食干燥機(jī)。
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致謝
二年的大學(xué)生活即將過(guò)去，首先請(qǐng)讓我對(duì)我的任課老師表示感謝。謝謝老師們?cè)诖髮W(xué)中給予的關(guān)懷和支持，謝謝老師們傳授給我基礎(chǔ)知識(shí)讓我能用自己的方法去看問(wèn)題研究問(wèn)題，謝謝老師們傳授給我專業(yè)知識(shí)讓我能對(duì)所學(xué)專業(yè)更深刻的了解。師恩永不忘。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過(guò)的時(shí)段最長(zhǎng)、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計(jì)。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計(jì)綜合在一起的過(guò)程，只要把握住每個(gè)小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。雖說(shuō)老師說(shuō)的話讓此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)看起來(lái)不是那么的可怕，但是當(dāng)我真的開(kāi)始著手時(shí)，還的確是困難重重。
俗話說(shuō)的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)每次遇到不懂得問(wèn)題時(shí)，我都會(huì)第一時(shí)間記在本子上面，然后等答疑的時(shí)候問(wèn)李玉清老師，老師對(duì)于我提出來(lái)的問(wèn)題都一一解答，從來(lái)都不會(huì)因?yàn)槲业膯?wèn)題稍過(guò)簡(jiǎn)單