Grain storage in a silo requires the passage of a forced air stream through grain layers for the purpose of airing, cooling and drying the stored product. The intensity of the observed processes is determined by, among others, the distribution of airflow velocity throughout the silo which, in turn, is affected by the silo's structural characteristics and the parameters of the plant material. The objective of this study was to develop a model of airflow through the grain layer, subject to the above parameters. The study involved the development and the formal presentation of a mathematical model and its implementation in a chosen programming environment. For the needs of the modeling process, the part of the silo filled with grain was divided into a finite number of elements with the use of strictly formalized discretization principles.
PL
Podczas przechowywania ziarna w silosach zbożowych wskazane jest wymuszenie przepływu strumienia powietrza przez warstwę. Wymuszony przepływ powietrza jest wykorzystywany do wietrzenia, schładzania lub dosuszania magazynowanego ziarna. Intensywność zachodzących procesów zależy między innymi od rozkładu prędkości przepływu strumienia powietrza w całej objętości silosu. Ta z kolei zależy od parametrów konstrukcyjnych silosu i parametrów materiału roślinnego. Celem pracy było opracowanie modelu przepływu powietrza w warstwie ziarna w zależności od tych parametrów. Zakres pracy obejmował opracowanie i formalizację modelu matematycznego oraz jego implementację w wybranym środowisku programistycznym. Na potrzeby modelu wypełnioną ziarnem objętość silosu podzielono na skończoną liczbę elementów, stosując własne ściśle sformalizowane zasady dyskretyzacji.
Przedstawiono weryfikację sformułowanych przez Kudrę i Efremova [2003] quasi- stacjonarnych modeli kinetyki suszenia. Wyniki weryfikacji modeli zilustrowano wykresami modeli i dla porównania wynikami pomiarów kinetyki suszenia kostki marchwi w złożu fluidalno-fontannowym. Niskie wartości bezwzględnego lokalnego błędu aproksymacji quasi - stacjonarnego modelu zmian temperatury materiału w procesie suszenia kostki marchwi w złożu fluidalno-fontannowym, świadcząc zadowalającym dopasowaniu modelu do danych eksperymentalnych.
EN
Paper presented the veryfication of quasi-stationary models of drying kinetics, formulated by Kudra and Efremov. The results of models' veryfication were illustrated by diagrams of the models, as well as - for comparison purposes - by the measurement results dealing with drying of carrot slices in a fluidized - fountain bed. Low values of local absolute error of approximation for quasi-stationary model of the dynamics in material temperature changes during drying of the carrot slices in a fluidized - fountain bed, showed satisfactory fitting of the model to experimental data.
Celem pracy było utworzenie symulacyjnego modelu zmian pola temperatury w nieruchomym złożu ziarna pszenicy, przechowywanej w metalowym, cylindrycznym silosie zbożowym, wyposażonym w stożek wietrzący. Do obliczania współczynnika wnikania ciepła do ścianek silosu zastosowano sztuczną sieć neuronową. Symulowano zmienne jako funkcje czasu i położenia, rozkłady temperatury przechowywanego ziarna pszenicy w czasie siedmiu miesięcy. Względny, globalny błąd aproksymacji temperatury ziarna przy ściance silosu i w osi silosu w całym okresie jego przechowywania nie przekraczał odpowiednio 11% i 4%. Różnice między zmierzoną i obliczoną wartością temperatury ziarna w całym okresie przechowywania nie przekraczały 3ºC.
EN
The study aimed at developing a simulation model of changes in temperature field in stationary bed of wheat grain stored in a cylindrical metal silo, equipped with ventilation cone. Artificial neural network was used to compute the coefficient of heat penetration into walls of the silo. Time and location dependent courses of temperature distribution in the wheat grain were simulated for the storage period of seven months. The relative total error of grain temperature approximation near the silo wall and in silo axis during whole storage period did not exceed 11% and 4%, respectively. The differences between measured and simulated grain temperatures along the whole storage period were less than 3ºC.
W opracowaniu dokonano oceny wpływu prędkości kątowej rynny zasypowej na kształt swobodnej powierzchni zasypu oraz strukturę zasypywanej masy. Badania wykonano w oparciu o symulację procesu napełniania silosu zbożowego Z704. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie rynny zwiększa równomierność swobodnej powierzchni zasypu. Przy zasypie centralnym frakcje o mniejszym naturalnym kącie usypu grupują się przy ściankach silosu, a frakcje o większym w pobliżu jego osi. Zjawiska tego nie zaobserwowano przy wykorzystaniu rynny zasypowej w całym zakresie badanych prędkości kątowych.
EN
The effect of the angular velocity of chute on the shape of free surface and the structure of filling mass was investigated. The simulation researches of filling of the grain silo (Type Z704) were carry out. The results indicates that using the chute improving a uniformity of the free filling surface. The fractions with a smaller natural angle of repose and a grater natural angle of repose assembling near the silo wall and the axial respectively. It was not observed in the all scope of the angular velocity examination for the chute using.
Poddano ocenie podobieństwo zaproponowanego matematycznego modelu do modelowanego procesu. Weryfikacji dokonano porównując wyniki rozwiązania zagadnienia odwrotnego i wyniki symulacji z wynikami eksperymentu naturalnego. Uzyskane wyniki wskazują, że zaproponowany model dobrze opisuje proces napełniania silosu i może być wykorzystany przy optymalizacji parametrów konstrukcyjnych rynny zasypowej.
EN
The study dealt with an assessment of similarity between proposed mathematical model and the process being modeled. Verification consisted in a comparison of reciprocal problem solution results and simulation results with the results of natural experiment. Obtained data showed that the process of filling the silo was satisfactorily described by the model proposed. Thus, the model may be applied to optimizing construction parameters of the loading chute.
Przy napełnianiu silosów ziarnem obserwuje się znaczne zróżnicowanie rozmieszczenia wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Jako główną przyczynę tego stanu podaje się samosegregację w czasie napełniania. Wpływ tego zjawiska można zminimalizować, utrzymując w czasie napełniania w miarę równomierną powierzchnię zasypową. Jako sposób uzyskania takiej powierzchni zaproponowano wykorzystanie obrotowej rynny zasypowej. Ze względu na to, że większość zjawisk ma charakter dających się sformalizować zjawisk fizycznych, w rozwiązaniu zagadnienia wybrano drogę badań modelowych. Uzyskane wyniki potwierdzają przyjęte założenia.
EN
At filling of silos with grain considerably diversified distribution of all kind impurities may be observed. As the main reason of such a situation the phenomenon of self-segregation occurring at loading process is indicated. The effect of such phenomenon may be minimized by maintaining as far as possible an uniform surface of grain during filling the silo. The use of a rotary chute was proposed as the manner to obtain such an uniform loading surface. Considering fact that the majority of involved phenomena are physical processes easy to be formalized, modeling was chosen to solve this question. Obtained results confirmed the correctness of the assumptions.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an evaluation of the possibility of using the technology of relational databases in modeling heat distribution networks. The principles of recording the network structure and modeling pipelines are discussed. The principles of formal verification of the correctness of this structure have been elaborated, together with algorithms of determining the parameters of working medium at any of its points and optimization of choosing the necessary orifices while minimizing flow resistance. Symbols are in the text.
PL
Praca dotyczy oceny możliwości wykorzystania technologii relacyjnych baz danych w modelowaniu sieci ciepłowniczych. Zaproponowano zasady zapisu struktury sieci oraz modelowania nitki rurociągu. Opracowano zasady formalnej weryfikacji poprawności tej struktury: algorytmy wyznaczania parametrów czynnika roboczego w dowolnym jej punkcie i algorytmy optymalizacyjne doboru niezbędnych kryzowań przy minimalizacji związanych z tym oporów przepływu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.