Зерносушение — Теплофизические свойства зерна

Теплофизические свойства зерна

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: