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1、本科毕业设计开题报告题 目： 5HSN-500 混流粮食烘干机结构设计院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机设 07-3 班 姓 名： 石昂 学 号： 2007025320 指导教师： 门艳忠 教师职称： 副教授 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目5HSN-500 混流粮食烘干机结构设计来源工程实际1、 研究目的和意义我国至今为止，各项事业蓬勃发展，尤其是粮食生产加工的发展一直受到国家党中央的高度重视。粮食生产是国家发展的根基，万民平安和谐发展的源头。近年我国粮食的产量可以说比较稳定，但随着粮食产量的不断增加，一些地方出现储粮难的问题，在提高粮食产量的
2、同时，进一步拓展粮食的运输、储藏和深加工成为一个必须持续解决的问题。粮食烘干是粮食处理过程中的一个重要环节，因为收获时为了减少田间落粒损失，农民都注意适时收获，而适时收获的粮食水分较大，如果不及时烘干就必然造成粮食霉烂变质。据统计，近几年我国粮食总产量都在5.2亿吨左右，但由于烘干不及时而造成的霉烂损失率每年都在粮食总产量的10%左右，也就是说我国每年都要损失0.52亿吨的粮食，我国下定决心研究解决问题。2011年我国并不缺乏粮烘干的专用粮食烘干机，但是我国自主研发设计的大型粮食烘干机投入使用的比例比较低，科技含量使用寿命与进口机器相比有缺点，同时，在以下几个方面还存在着一些问题：粮食受热的均
3、匀性；干湿粮混合比的调整；入粮和出粮的控制；料位控制；热风温度控制；粮温控制；烘干机的维修；风机配置与余热回收的合理性；其它机械部件运转的可靠性。2、 国内外发展情况(文献综述)(一）国内1） 改革开放以前我国粮食干燥机发展概况【1】1950 年常州万盛铁工厂仿制日本金刚型干燥机，上海中国柴油公司仿制美国赫斯鱼鳞板结构干燥机，由于结构复杂、烘粮质量差，未能推广。l954 年我国购买一批苏联库兹巴斯型干燥机。1955 年吉林农机厂仿制该型干燥机，由于该机生产率低、烘粮质量差，未能推广。1958 年该厂又仿制了苏联威斯霍姆干燥机。l959 年我国在消化吸收苏联干燥机技术基础上，自行研制第一台砖结构
4、双塔式干燥机，建在北京东郊粮库，通过粮食部鉴定。定名为 59 型双塔式干燥机。20 世纪60 年代初期，推广该机 400 台，主要建在东北三省、东南沿海各省。由于该机不能干燥稻谷，大部分都己淘汰。1964 年广东省农机所仿制敞开式干燥机。这些仿制国外的产品，结构复杂、耗用钢材多、不适合当时农村购买力和使用条件，推广不了。农村还是靠晒场、靠阳光人工晾晒粮食。同年，农垦部组织全国 11 家科研单位和大专院校的有关专家，组成联合考察设计组。以商业部郑州粮科所为主设计单位，在黑龙江省友谊农场总场设计建造了砖塔式干燥站，日干燥处理能力 240 吨；以东北农学院为主设计了友谊农场五分场砖塔干燥站，日干燥处
5、理能力为 120 吨，1965 年建成投产并通过部级鉴定。这两个砖塔式干燥站的特点是：混流式、外壳为砖结构、内设五角盒，保温性好、热效率较高，可一次降水 10，干燥站流程采用集中控制，机械化程度高、工艺较完善，在当时具有国内先进水平。烘干过小麦、玉米、稻谷、大豆。缺点是：出于采用无烟煤直接加热炉为干燥热源，烟气对粮食有污染。另外，选择建设地点与粮油加工厂接近，但与生产队距离较远，麦收期间正值雨季，砂石路面条件差，不宜重载长途运输，因而这些干燥站工作负荷不满，年干燥量在 5000 吨左右。这类干燥站生产 10 多年。直用到粮食处理中心问世才退役。这是一次全国性跨系统大协作，对粮食干燥行业来说是次
6、洋为中用、切磋技艺、锻炼队伍、培养人才的实战演习，参加这次工程的科技人员后来都成长为各系统干燥学科的带头人和中坚力量。这项工程完成从仿制到自行设计的过渡，对粮食干燥行业来说，具有里程碑意义。19651968 年，我国自行研制不少新型干燥机，如流化槽式干燥机、辽宁快速干燥机、吉林汽力式干燥机、江苏滚筒式干燥机、广东固定床式干燥机。有一些厂家开始生产干燥机及其配套设备，如郑州粮机厂生产的大型滚筒干燥机及其配套设备，无锡粮机厂生产的流化斜槽式干燥机及配套设备。(二)改革开放以来我国粮食干燥机发展概况【1】改革开放以来，由于引进不少国外先进的干燥技术和设备。进行消化吸收研制粮食干燥学科和企业产品得到飞
7、跃发展，跨入新的发展阶段。表现如下：1黑龙江垦区率先建设产地粮食处理中心，并实现全垦区粮食处理工厂化。“产地粮食处理中心”实际上是建在粮食产地的一座粮食处理工厂，将检斤、卸粮、输送、清粮、干燥、仓储、出仓等作业实现了机械化连续作业，同时采用了电脑集中控制，自动测量粮食温、湿度等高新储粮技术。可以说它是我国农业生产在粮食产后处理上的一场技术革命。垦区的产后粮食处理，在 l965 年以前全都采用水泥晒场，利用阳光自然凉晒，利用扬场机等晒场机械清粮和简易粮囤储粮，没有烘干设备。垦区年降雨量450600 毫米，雨量集中在 79 月，平均 270395 毫米，为年降雨量的4555。在此期间日降雨大于 1
8、 毫米的天数平均为 30 天，占总天数的 33。民间素有北大荒麦收是“龙口夺粮”的说法。上述这种产后处理方式，受天气影响极大，如遇到连续降雨，粮食霉烂损失严重；受晒场面积的限制，处理粮食能力低，制约着收获机械效率的发挥，延长麦收期，又增加收获损失和霉烂损失。根据这种情况、垦区开始寻求采用现代技术来改造传统的产后处理方式的途径。实践证明，虽然当时的技术水平不够先进，但是选择粮食产地处理工厂化的方向是正确的。1981 年，洪河农场引进与两万公顷农田配套的全套粮食仓储设备，由美国贝立克公司提供，美方负责流程设计。两台贝立克940 干燥机及配套仓储设备，日处理能力为 1000 吨。总投资折合人民币 5
9、00 万元。以后由于农场面积扩大，于 1988 年又增加贝立克1240 干燥机一台。随后又有二道河农场、鸭绿河农场引进主要粮食仓储设备各 33 台套、国内配套各 33 台套，由加拿大西蒙德公司主设计，中方承担部分设计。其中每个粮食处理中心引进贝立克1240 干燥机两台。该机性能较先进。生产率 40 吨小时、每千克水热耗 4380 千焦。该机装有先进的出塔粮食水分自动控制装置，使粮食水分控制在要求之内。1984 年黑龙江省农垦科学院主持国家计委下达的“国家重点工业性实验项目850 农场粮食处理中心”的设计【2】。该项目采用的设备全部由垦区生产制造，日处理能力 l000 吨，总投资 285 万元(
10、比相同处理能力的洪河农场粮食处理中心节约投资 2l5 万元)，1987 年通过鉴定。该项目中 5HT15 干燥机、间接加热燃煤热风炉、50 吨复式清选机等子课题，也分别通过部级鉴定。至此，垦区已突破了全部粮食处理中心所需设备国产化的难关。在此基础上，黑龙江省农垦总局组织了以黑龙江农垦科学院为龙头、白桦清选机厂等垦区 11 家机械工业企业参加的“东方农业技术设备联合体” ，实行定点设计，分工生产、安装、建设粮食处理中心。19862000 年共建粮食处理中心 184 座。种子加工厂 59 座。粮食仓储能力 210 万吨，日处理能力 7万吨，占垦区麦收日进粮的 80以上，垦区已使我国实现了粮食处理工
11、厂化。1991l998 年，黑龙江垦区 50 亿公斤商品粮基地建设项目列人国家计委重点建设项目。总投资 68.5 亿元，其中固定资产投资 58.75 亿元。项目计划上缴商品粮 50亿公斤，在达产期的 2000 年虽然出现大旱，仍上缴粮食 814 亿公斤。项目计划垦区水稻种植面积为 33.3 万公顷，实际达到 68 万公顷；1999 年玉米种植面积增加到18.6 万公顷。我国发展了几十种大型烘干机，这些烘干机有的是仿制的，有的是参考国外机型自行设计的，也有的是自行研发的。我们研发的机型一般适用于小麦烘干，降水幅度为 1020%【3】，多数机壳没有保温措施，不适于冬季烘干玉米。此外，在大型粮库还建
12、造了一些三热一冷的塔式烘干机，由几个塔串联作业，降水幅度可达20%左右，适于高水分粮的烘干，但系统热耗较大，干燥质量较差，部分粮食有热损伤。顺逆流粮食烘干机系列产品是吸取国内外同类产品之长，并结合我国国情研制的，是当前世界烘干机中先进的机型之一，独特的烘干工艺流程可使任何水分粮食一次降至安全水分，尤其针对东北、华北地区高水分玉米的烘干一次降水更均匀，效果更佳【4】。2） 国外国外发达国家，如美、英、法、日等，其粮食烘干技术已有上百年的历史，但主要发展阶段是三个时期【7】：60 年代之前为粮食烘干机械化阶段；6080 年代为粮食烘干自动化阶段；80 年代至今为提高烘干质量、降低成本和实行微处理器
13、控制以及微机管理阶段。在烘干方式上，可分为连续式烘干、分批式烘干、粮仓烘干和联合式烘干等，这几种烘干方式近几年都有所发展，但连续烘干方式发展的相对快些，在机型方面，顺流、逆流、混流式连续烘干机的发展比较迅速。但由于各国的自然、经济等条件不同，粮食烘干机的形式、结构及使用也各有特点，发展也存在着差异。现以美国、英国、日本、俄罗斯为例概述如下： 美国的粮食烘干机应用比较普遍，主要往大型、自动化方向发展，自控水平比较先进，可直接在电脑上显示料仓内粮食的水分变化； 英国比较普遍的使用高温烘干机，具有烘干速度快、机动性强等特点。热风机采用离心式风机而不用轴向风机，这种风机具有耗电少、能保持热风温度均匀、
14、噪音小等特点； 日本的大、中型高温水稻烘干机应用比较广泛，且其普遍性能优良，自动化程度高，作业全部实现微机控制【14】； 俄罗斯主要研制大、中型高温粮食烘干机，其流程主要是混合式直流型和混流式部分循环烘干型两种。其安装形式有固定式、移动式和移、固混合式，以塔式烘干机为主，由不同烘干室组成不同烘干能力的烘干设备。其研制的循环式烘干机可大大的降低单位热耗和电耗【15】。3、 研究/设计的目标1) 两张零号图纸，其中一张为仪器图；2) 说明书一份，1.5 万字以上。通过本次设计，欲使 5HSN 系列粮食烘干机结构和功能达到以下目的：采用混流多段加热、缓速，顺、逆流冷却技术；塔内热气流分布均匀；力求使
15、介质温度达150 度左右，且使其烘干强度高，对于北方高水分玉米预计可使其一次降至安全水分，力求使被烘干的粮食烘干均匀度好、无焦糊、无破碎、色泽纯正。同时，通过本次设计，可使我系统的复习大学四年所学的专业知识，达到查漏补缺、温故知新的目的。4、 设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）1) 方案确定为了研制适合中、高水分粮的大型粮食烘干机，本研究拟根据干、湿粮混合烘干机理及其工艺的研究成果，采用混流八段加热、缓速，顺、逆流冷却技术，在以往烘干机设计的基础上，进一步改进结构，由外风道改进为内风道，由传统的 2.5级加热、缓苏工艺改进为 8 级加热、缓苏工艺。并参考国内外粮食烘干机的有关资料进行机型的开发设计，故本机具有结构更完善、性能更优良的特点。结构简图如图 1 所示。图 1 5HSN-500 粮食烘干机结构简图1-底座 2-出粮口 3-冷却段 4-第七缓苏段 5-第七加热段 6-储粮段 7-顶盖 8-进气端口 9-平热风管 10-弯角风管 11-竖热风管 12-三通管 13-热风口 14-换热器 15-风机 16-平冷风管 17-提升机 2) 理论分析5HSN 系列粮食烘干机是连续混流式烘干机，粮食利用本身自重从上向下流动，当粮食由布风器的料斗中流下，在流出时每粒粮食可接触相同的介质(热空气)，每一个烘干段下有一缓苏段， “缓苏”过程
