Счетчики
Яндекс.Метрика

Теплофизические коэффициенты для единичного зерна

Зерно постоянно участвует в процессе тепло- и влагообмена с окружающей средой. Наиболее интенсивно развивается этот процесс при сушке и ГТО зерна. Особенности переноса тепла определяют удельная теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность, взятые в зависимости от влажности и температуры зерна.
Для полного анализа процесса влагопереноса в зерне необходимо иметь сведения о термодинамических характеристиках (удельной изотермической влагоемкости, потенциале влагопереноса и температурном коэффициенте этого потенциала); кроме того, необходимо иметь значения коэффициентов диффузии влаги, влагопроводности и термоградиентного.
В мукомольном производстве зерно при подготовке к помолу увлажняют водой комнатной температуры или подогретой, или же обрабатывают насыщенным паром при нормальном атмосферном давлении. В крупяном производстве режимы ГТО включают пропаривание, сушку, охлаждение, иногда и замачивание зерна в подогретой воде; как правило, используют пар при давлении 0,2...0,4 МПа. Можно считать, что во всех этих вариантах ГТО осуществляется воздействие не на зерновой слой, а на каждое отдельное зерно. В связи с этим в инженерных расчетах необходимо использовать теплофизические коэффициенты для единичного зерна.
В таблице Х-1 приведены уравнения, по которым можно рассчитать значения удельной теплоемкости, а в таблице Х-2 — уравнения для расчета теплопроводности единичного зерна. Эти уравнения показывают, что при возрастании влагосодержания и температуры удельная теплоемкость и теплопроводность также повышаются. Это обусловлено главным образом изменением состояния связанной зерном воды, а также и преобразованием физико-химических и теплофизических свойств самих биополимеров зерна при изменении влагосодержания.
Теплофизические коэффициенты для единичного зерна

Теплофизические коэффициенты для единичного зерна

Из теплофизических характеристик влагопереноса наибольшее значение имеют коэффициенты диффузии влаги и термоградиентный. Первый определяет интенсивность процесса, а второй является оценкой доли влаги, перенос которой внутри зерна обусловлен градиентом температуры.
В диапазоне влагосодержания от 15 до 23% коэффициент диффузии снижается от 2,6∙10в-11 до 0,6∙10в-11 м2/с.
Особенно резко интенсивность влагопереноса в зерне возрастает при температуре выше 30°С: при 50...55°С она на целый порядок выше интенсивности переноса влаги в единичном зерне при обычной комнатной температуре. Это активизирует и другие процессы в зерне, которые могут изменить его физико-химические, структурно-механические и другие свойства.
Максимальная величина термоградиентного коэффициента отмечена при влагосодержании зерна 13...17%. При интенсивной обработке зерна паром, когда градиент температуры в единичном зерне существует недолго характеристикой влагопереноса является коэффициент диффузии влаги.