Search

Отримано рівняння регресії температури та вологовмісту шару зерна пшениці при мікрохвильово-конвективному сушінні. Для виведення рівнянь використовувалися дані досліджень сушіння зернових матеріалів з урахуванням методу планування повного факторного експерименту. Плани повного факторного експерименту представлені у вигляді таблиць з урахуванням рівнів факторів та номерів дослідів. Для зменшення впливу довкілля та неконтрольованих факторів усередині кожної серії послідовність дослідів рандомізована. Рандомізацію проведено за допомогою генератора випадкових чисел. Як визначальні фактори обрана маса завантаження (x1), час сушіння (x2), швидкість продування шару повітрям (х3). Вибір факторів обумовлений їх визначальним впливом на процес сушіння за фіксованої потужності мікрохвильового джерела. Для всіх дослідів вихідна потужність магнетрону становила 300 Вт. Представлено таблицю розширеного плану трифакторного експерименту, яка є загальною для отримання дослідних даних за середньою температурою та вологовмістом щільного шару зерна пшениці товщиною 1,5 см. Представлені рівняння регресії температури і вологовмісту в нормованому масштабі факторів з подальшим переведенням в натуральний масштаб. Наведено результати оцінки похибки рівнянь. Побудовані поверхні відгуку температури і вологовмісту від трифакторного впливу, що дозволяють наочно ілюструвати залежність досліджуваних параметрів сушіння від обраних факторів. Наведено аналіз впливу тривалості обробки, маси завантаження, швидкості повітря, що продувається крізь шар, на кінцеві значення температур і вологовмісту. Визначено фактори, що найбільше впливають на кінетику процесу сушіння, та встановлені режими, неприпустимі для сушіння насіннєвого зерна. Отримані рівняння задовільно описують характер зміни температури і вологовмісту в щільному шарі зерна при мікрохвильово-конвективному сушінні

Аналітично досліджується нагрівання щільного шару сипких (гранульованих) матеріалів у мікро­хвильовому полі. Представлено математичну модель процесу сушіння у вигляді диференціальних рівнянь переносу стосовно необмеженої пластини. Модель враховує ослаблення впливу внутрішніх джерел у процесі сушіння за рахунок зміни діелектричних характеристик вологого матеріалу. Враховується, що втрата вологи у матеріалі підпорядковується експоненційному закону. Розглянуто фізичний сенс складових рівнянь перенесення теплоти та маси. Описано процедуру отримання розрахункових залежностей для визначення середньої температури та вмісту вологості шару за граничних умов третього роду (тепловіддача на границі). Отримані залежності дають можливість розраховувати значення вмісту вологи і температури матеріалу при мікрохвильовому нагріванні. Проведена апробація математичної моделі сушіння щільного шару сипкого матеріалу при різних значеннях коефіцієнта тепловіддачі і питомої потужності мікрохвильового поля. Наведено результати зіставлення розрахункових даних з результатами експериментів, які демонструють зміну температури та вмісту вологи в часі. Показано, що розрахункові та експериментальні дані задовільно сходяться. Зазначається, що експериментальні криві свідчать про наявність автоколивального процесу зміни температури при сушінні, що пояснюється дифузійним опором матеріалу виходу вологи. Сумісність експериментальних та розрахункових результатів свідчить про відповідність математичної моделі реальним процесам перенесення теплоти та вологи при нагріванні шару матеріалу в мікрохвильовому полі. Апробація аналітичних залежностей для середньої температури шару та вологовмісту дозволяє стверджувати, що їх можна реко­мендувати для оцінки технологічних параметрів процесів перенесення теплоти та вологи при нагріванні шару матеріалу в мікрохвильовому полі