Календарь статей
«    Ноябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 
Архив статей
Ноябрь 2017 (2)
Октябрь 2017 (11)
Сентябрь 2017 (6)
Август 2017 (5)
Июль 2017 (4)
Июнь 2017 (8)


Яндекс.Метрика

Теплофизические свойства зерна

К теплофизическим свойствам зерна и продуктов его переработки относятся теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность.
Теплоемкость. Количественным выражением теплоемкости служит показатель удельная теплоемкость, характеризующийся количеством теплоты, необходимой для нагревания единицы массы материала на 1 °C (или на 1 К).
Приближенно удельную теплоемкость зерна с [кДж/(кг*К)] принято рассчитывать по формуле смешения

Теплофизические свойства зерна

При необходимости точных расчетов следует учитывать род зерновой культуры, а также то, что удельная теплоемкость зерна зависит не только от влажности, но и от температуры, влияние которых на примере зерна пшеницы (по данным А.П. Макарова в обработке Г.А. Егорова) представлено на рис. 2.1.
В диапазоне положительных температур это влияние можно охарактеризовать линейной зависимостью, представленной на рис. 2.2 для зерна (и ядра) ряда крупяных культур при одинаковом влагосодержании (по данным В.Н. Старовойтова в обработке Г.Н. Дегтяренко).
Теплофизические свойства зерна

Теплопроводность. Под теплопроводностью понимают свойство тел переносить теплоту от участков с более высокой температурой к участкам с низкой температурой. Tеплопроводность зерновой массы возрастает с увеличением ее влажности и снижается с увеличением ее скважистости. Последнее является следствием того, что теплопроводность отдельно взятого зерна выше теплопроводности зернового слоя, скважины которого заполнены воздухом.
Количественным выражением теплопроводности служит коэффициент теплопроводности λ [Вт/(м*К)), который показывает, какое количество теплоты передается в единицу времени через единицу поверхности при снижении температуры на 1 °C (или на 1 К) на единицу длины.
Существенное влияние на теплопроводность зерна оказывают его влажность и температура (рис. 2.3), а также специфические особенности, связанные с особенностями строения, химическим составом зерна и характерными формами связи влаги.
В диапазоне положительных температур это влияние можно охарактеризовать линейной зависимостью, представленной на рис. 2.4, например, для зерна (и ядра) ряда крупяных культур при одинаковом влагосодержании (по Г.А. Егорову).
Теплопроводность зернового слоя вследствие наличия заполненных воздухом скважин в 3...4 раза ниже, чем единичного зерна.
Теплофизические свойства зерна

Для сравнения: коэффициенты теплопроводности воздуха и воды при 20 °C составляют соответственно 0,0252 и 0,590 Вт/(м*К), т. е. коэффициент теплопроводности воды больше коэффициента теплопроводности воздуха примерно в 23 раза, а коэффициент теплопроводности единичного зерна пшеницы влагосодержанием 20 % (соответствует влажности 16,7 %) примерно в 1,3 раза меньше коэффициента теплопроводности воды и примерно в 18 раз выше коэффициента теплопроводности воздуха.
Мука, крупа и комбикорма, как и зерно, имеют низкую теплопроводность. Поэтому муку с характерной для нее низкой газопроницаемостью рекомендуется закладывать на хранение в охлажденном состоянии.
Температуропроводность. Теплоинерционные свойства материалов выражаются температуропроводностью. Количественным выражением температуропроводности служит коэффициент температуропроводности α (м2/с), характеризующий скорость распространения температурных изменений в процессе нагревания или охлаждения различных материалов. Определяется из отношения
Теплофизические свойства зерна

Чем больше произведение (срн), тем медленнее будет нагреваться или охлаждаться материал (например, зерновой слой или единичные зерна).
Зерновая масса — хороший теплоизолятор, в котором температурные изменения происходят с низкой интенсивностью. Характер изменения и значения коэффициента температуропроводности единичного зерна и слоя зерна пшеницы при различных значениях влагосодержания (влажности) и температуры (по данным Г. А. Егорова) показаны на рис. 2.5 и 2.6.
Для сравнения: коэффициенты температуропроводности воздуха и воды при 20 °C составляют соответственно 2*10в-5 и 1,4*10в-7 м2/с, т. е. коэффициент температуропроводности воды меньше коэффициента температуропроводности воздуха примерно в 143 раза, а коэффициент температуропроводности слоя зерна пшеницы влажностью 14...20% примерно в 1,5 раза меньше коэффициента температуропроводности воды.
Теплофизические свойства зерна

Температуропроводность муки и отрубей ниже температуропроводности зерновой массы, из которой они выработаны.
Температуропроводность рассыпных и гранулированных комбикормов по количественной характеристике и характеру изменения близка к температуропроводности зернового слоя.
Низкая тепло- и температуропроводность зерна и продуктов его переработки с точки зрения сохранности имеет две стороны: положительную и отрицательную.
Положительным фактором является то, что заложенные на хранение охлажденное зерно и продукты его переработки могут при правильно организованных режимах длительное время сохранять низкую температуру даже в летнее время. Хранение при пониженных температурах приводит к замедлению и даже приостановке всех характерных физиологических процессов (дыхание, жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей).
Отрицательным фактором является то, что заложенные на хранение в неохлажденном состоянии зерно и продукты его переработки могут длительное время сохранять плюсовую температуру (даже в зимнее время), если их не охладить с наступлением холодов. Более того, выделяемая в результате физиологических процессов теплота может задерживаться в хранящихся зерне и продуктах его переработки и приводить к повышению температуры вплоть до самосогревания.