降低气力输送小麦能耗的试验研究.doc

降低气力输送小麦能耗的试验研究 第19卷第3期 1082003年5月 农业工程 TransactionsoftheCSAE Vo1.19No.3 May2003 降低气力输送小麦能耗的试验研究 钱东平,程庆会,李国日方,赵彦如 (1.河北农业大学,保定071001;2.河北职业技术师范学院,昌黎066600) 摘要:气力输送是应用广泛的物料输送方法,但能耗较高是一大弊端,为了降低谷物气力输送的能耗,从而充分发挥气力 输送的优越性,故采用正交的二次回归旋转组合试验,以小麦为试验材料,选择谷物含水率,气流速度和料气浓度比作为试 验因子,进行能量消耗的测试.找出了能耗与各因素间的回归方程,并确定了影响能耗的主次因素,得出了主要因素对能耗 的影响规律.对试验结果进行统计计算和方差分析,得出:风速对能耗影响最大,浓度比次之,含水率最小;气流速度与能耗 成二次抛物线关系;料气浓度比与能耗成一次线性关系;小麦含水率与能耗成二次抛物线关系.在试验研究和理论分析的 基础上提出:在满足生产率要求和不破碎,不掉料的前提下,尽可能选择能够输送的较低的气流速度;若设备动力有余量, 可以适当提高浓度比,但应注意浓度比提高引起的输送不稳定性;为获得较好的输送效果,应尽量选择谷物水分适当. 关键词:气力输送;能耗;农产品加工 中图分类号:$226.5文献标识码:A文章编号:1002—6819(2003)03—0108—04 1引言 气力输送和机械式输送一样,是应用广泛的物料输 送方法.气力输送简单,灵活,易操作,这些优点符合现 代物流工程和物料搬运技术所提出的要求,输送形式较 机械式完善,因此以其环保,卫生,安全等特点被粮食加 工部门经常采用.但其能耗较高限制了在更广泛领域的 应用,其降耗问题为目前各国研究的重点.影响能耗的 因素很多,物料特性,输送工艺参数,设备结构,操作工 况等均影响到能耗的变化.前人对此曾作过深入研究, 就许多因素的作用规律提出了有价值的见解,对气力输 送的节能降耗提出了有效措施.过去研究中理论推 算L1J,很难用于指导生产实践,或为粮食加工厂实践测 试压损-4j,对工艺参数缺乏定量分析.通过正交的二次 回归旋转组合试验找出了能耗与各因素间的回归方程, 并确定了影响能耗的主次因素,得出了主要因素对能耗 的影响规律,为粮食加工厂气力输送装置的设计提供了 参考依据.另外,单一管径管道用于长距离输送导致更 多的空气能量用于输送空气本身,随着工业生产的发展 和需要,采用分段管径管道长距离输送成为当今世界气 力输送技术的研究热点. 2试验装置和试验方法 2.1试验台构造 气力输送试验台(图1)主要由料斗,电磁振动给料 器,诱导式接料器,输料管,三角箱式卸料器,离心风机, 变频调速器和电机组成. 喂入量的控制是通过调节料斗活门的开度和调节 电磁振动给料器的电流来实现的,电磁振动给料器的使 用使喂料更加均匀.风机由电机带动,通过变频调速器 收稿日期:2002—08—09修订日期:2002—10～31 作者简介:钱东平(1952一),男,教授,副院长,主要从事气力系统, 物料干燥,制冷,农产品加工工程及智能控制等理论与应用研究.河 北保定河北农业大学机电工程学院,071001 1.料斗2.振动给料器3.接料器4.输料管 5.卸料器6.闭风器7.排风管8.调风阀9.电机 图1气力输送试验台 Fig.1Test—bedforpneumaticconveying 来调节风机的风量和输料管内风速.变频调速器可以在 0～1440r/min范围内调整.输送管道内径d由下式计 算 d一1/30 q一(1.10～1.20)G//D’ 式中q——输送空气流量;G——生产率;——料 气比;y——自由空气重度;——气流速度;弯管部分 曲率半径根据实践经验一般取R一(6～lO)d较为适 宜.本试验台取d一150mm,垂直高度h=6000mm,R =1200mm. 2.2试验因素 选择粮食加工厂较为常用的小麦作试验材料.选择 谷物含水率,气流速度和料气浓度比作为试验因素,探 讨这些因素对气力输送能耗的影响规律. 2.3试验方法 试验采用正交的二次旋转回归组合试验设计.参考 目前生产上采用的参数值,试验因素变化范围为:含水 率一10～18;风速:24～32m/s;浓度比 =1.2”-2.0kg/kg. 试验指标是电能比耗y,由式(1)计算: Y:电机消耗功率/输送谷物质量(1) 第3期钱东平等:降低气力输送小麦能耗的试验研究1O9 根据正交的二次回归旋转组合试验的要求,对各因 素按式(2)进行编码,编码表见表1. 裹1谷物气力输送因素编码裹 Table1Codinglistforpneumaticconveying ,一2(Z,一Z,2)/(Z一Z1)y+Y(2) 式中,——第水