Capacity Estimation of High-Temperature Grain Dryers - A Simplified Calculation Method

Rosana G. Moreira, Editor-in-Chief; Texas A and M UniversityThis is a Technical article from International Commission of Agricultural Engineering (CIGR, Commission Internationale du Genie Rural) E-Journal Volume 1 (1999): Capacity Estimation of High-Temperature Grain Dryers - A Simplified Calculation Method

Estado térmico de produtos armazenados em silos com sistema de aeração: estudo teórico e experimental Thermal state of stored products in storage bins with aeration system: experimental-theoretical study

O resfriamento de grãos por ventilação de ar ambiente aplica-se amplamente nas etapas finais de secagem e para controle posterior da temperatura de grãos armazenados. O objetivo deste trabalho é realizar estudo teórico-experimental sobre o estado térmico de massa de grãos de soja sujeita à aeração. Foram obtidos dados experimentais sobre a dinâmica de resfriamento de massa pré-aquecida de grãos de soja para diferentes alturas da coluna de grãos e velocidades do ar. A análise dos resultados mostrou que a taxa de resfriamento varia significativamente durante todo o processo e em todo o domínio e a difusividade térmica das camadas não poderia ser considerada constante. Para simular a dinâmica de resfriamento, foram apresentados dois modelos matemáticos. No primeiro modelo, o domínio de resfriamento foi dividido pela fronteira móvel em duas zonas, representadas por diferentes difusividades térmicas (análogo de problema de Stefan). No outro modelo, todo o domínio foi dividido hipoteticamente em pequenas camadas e foi considerado que o processo de equilíbrio térmico entre o ar e a massa de grãos para essas camadas é atingido instantaneamente ("reatores homogêneos"). Os resultados de simulações mostraram concordância satisfatória com os dados experimentais.<br>The cooling of grains by ventilation with ambient air applies widely in the final stages of drying and for the subsequent temperature control of stored grains. The objective of this work is to carry out an experimental-theoretical study on the thermal state of a soybean mass, subject to the aeration. The experimental data on cooling dynamics of preheated soybean mass were obtained for different heights of the grain column and air velocities. The analysis of the results showed that the cooling rate varies significantly during all process in all domains and the thermal diffusivity of the layers cannot be considered as a constant. To simulate the cooling dynamics two mathematical models were introduced. In the first model the cooling domain was divided by means of the movable frontier in two zones represented by different coefficients of thermal diffusivity (analogous of Stefan's problem). In another model all the domain was divided hypothetically in small layers and was considered that the thermal balance between the air and the mass of grains for these layers is reached instantly ("homogeneous reactors"). The results of simulations showed a satisfactory agreement with the experimental data