Тепловые свойства зерна определяются его теплофизическими характеристиками: удельной теплоемкостью c , теплопроводностью ? и температуропроводностью α. Знание их необходимо для выполнения расчетов процессов нагрева, сушки и охлаждения зерна. теплофизические характеристики зерна оказывают влияние на протекание тепловых процессов. Они определяют развитие процессов переноса и накопления тепла в различных участках зернового слоя. От численного соотношения этих двух процессов зависят скорость изменения температуры и теплового потока на каждом участке зернового слоя, скорость распространения температурной волны, глубина проникания тепловой зоны, затраты теплоты на нагрев зерна и т.д.
Процесс переноса тепла определяется теплопроводностью λ, накопление тепла — объемной теплопроводностью (сρ). Совокупное влияние их на общий процесс учитывается температуропроводностью α=λ/сρ, которая характеризует способность зерна пропускать температурную волну.
Теплофизические характеристики единичного зерна зависят от его влажности и температуры, а характеристики зернового слоя , кроме того, орт формы и размера зерен, плотности их укладки.
Удельная теплоемкость единичных зерновок и зернового слоя практически одинакова, поскольку масса воздуха в межзерновом пространстве слоя пренебрежительно мала в сравнении с массой зерна. удельная теплоемкость зерна зависит от его влажности и температуры. С увеличением влажности удельная теплоемкость зерна возрастает.
Удельная теплоемкость сухого вещества зерна составляет 1,55 кДж/(кг·k) или (0,37 ккал/(кг×град); удельная теплоемкость воды —
4,19 кДж/(кгּk) или 1 ккал/(кгּград).
Теплопроводность. Теплопроводность единичного зерна и зерновой массы существенно различны. Если теплопроводность единичного зерна составляет около 0,3 Вт/(мּК), то теплопроводность зернового слоя в 2,5-3 раза ниже. Низкая теплопроводность зернового слоя соизмерима с теплопроводностью теплоизоляционных материалов. Вследствие плохой теплопроводности теплота в зерновой массе задерживается, в основном, в тонком слое, непосредственно контактирующем с горячими поверхностями сушилки. Зерно в этом слое может быстро перегреться, а качество его ухудшиться.
Теплопроводность зернового слоя с повышением влажности зерна вначале увеличивается, а затем снижается.
Еще полезные статьи:
Тема 1. Значение сушки в сохранности зерна. Объемы сушки зерна
1.2. Принципы обезвоживания и способы сушки зерна
2.1. Характеристики зерна как объекта сушки
2.2. Влагообменные и теплофизические свойства зерна. Термоустойчивость зерна
Гигроскопические свойства зерна
Тема 3. Влажный воздух как агент сушки. Тепло- и влагообмен при сушке зерна
Тема 4. Режимы сушки зерна. Сушка зерна при различном состоянии слоя
