熱耗和生產(chǎn)能力是糧食千燥機(jī)試驗(yàn)的重要指標(biāo)，但是由于試驗(yàn)時(shí)環(huán)境條件、根食條件和干燥介質(zhì)條件的多變性，試驗(yàn)結(jié)果往往沒有可比性，因此必須將干燥機(jī)的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)折算到一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)條件才能進(jìn)行比較和標(biāo)定。本文以糧食千燥機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為墓礎(chǔ)，參考國(guó)內(nèi)外根食干燥機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，是糧食干燥單位熱耗和生產(chǎn)能力折算系數(shù)進(jìn)行了研究和探索;總結(jié)了四種折算方法，分析了糧食干燥機(jī)在不同的環(huán)境和谷物條件下折算系數(shù)的計(jì)算方法和步驟，闡述了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了折算方法的初步的建議，為干燥機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性和完善干燥機(jī)試臉標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。
我國(guó)是世界上最大的糧食生產(chǎn)國(guó)，糧食年產(chǎn)總量達(dá)5億噸。每年由刊文獲季節(jié)天氣陰雨以及干燥設(shè)備不足而造成糧食的霉變損失高達(dá)5%。我國(guó)的糧食干燥設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，已具有一定的水平，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但是，與我國(guó)對(duì)干燥設(shè)備的需求相比，還存在較大的差距。以水稻烘干為例，日本全國(guó)水稻干燥機(jī)的保有量已達(dá)110萬(wàn)臺(tái)，稻谷干燥機(jī)械化水平達(dá)90%以上，而我國(guó)機(jī)械烘干的稻谷還不到l%，稻谷干燥設(shè)備不到1萬(wàn)臺(tái)。造成上述差距的原因是多方面的，其中糧食干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作落后也是一個(gè)重要原因。目前我國(guó)仍采用80年代國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如糧食烘干機(jī)試驗(yàn)方法，糧食烘干技術(shù)條件)，其中的某些條件和指標(biāo)已不適應(yīng)當(dāng)前干燥機(jī)發(fā)展的需要，例如現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中缺乏干燥機(jī)生產(chǎn)能力和單位熱耗的折算方法，有關(guān)干燥品質(zhì)的指標(biāo)也還不夠完善合理，有些指標(biāo)未規(guī)定統(tǒng)一的測(cè)試方法，有些指標(biāo)比較落后，因而制約了糧食干燥新設(shè)備、新工藝的開發(fā)、推廣和應(yīng)用。國(guó)際上糧食干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)修訂了多次，如501巧20一l:1997;農(nóng)用糧食烘干機(jī)烘干性能的測(cè)定，如15011520一2:2印l。在這些新的干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中都有主要干燥性能參數(shù)的折算方法，采用的模型和公式多達(dá)數(shù)十個(gè)〔由于它是一個(gè)比較復(fù)雜和難解決的問題，在我國(guó)糧食干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)這方面的規(guī)定。
糧食干燥是一個(gè)非常復(fù)雜的加工過程，影響因素多，干燥條件多變，其中的影響因素有介質(zhì)參數(shù)(如熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)量和熱風(fēng)濕度)、糧食參數(shù)(如糧食類別、糧食水分、糧食溫度和糧食流量)、環(huán)境條件(如大氣溫度和大氣濕度)、干燥工藝(如順流干燥、逆流干燥、橫流干燥、混流干燥)以及干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。一臺(tái)糧食干燥機(jī)可能在很低的環(huán)境溫度下(零下20℃)工作，也可能在高達(dá)30℃的環(huán)境條件下工作，其工作條件完全不同，甚至相差甚遠(yuǎn)二所以必需將測(cè)得的性能指標(biāo)進(jìn)行折算，折算到一個(gè)統(tǒng)一的公認(rèn)的干燥條件。該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，需要針對(duì)不同環(huán)境條件、糧食條件，女[I大氣溫度、大氣相對(duì)濕度、糧食初始水分、終了水分、降水幅度、糧食類別、品質(zhì)、加熱方式、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)相對(duì)濕度、熱風(fēng)量、干燥方式等一系列參數(shù)進(jìn)行大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，要形成正式的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)難度比較大。最有可能的成果方式是完成研究報(bào)告，給出并非完全準(zhǔn)確的折算系數(shù)，作為指導(dǎo)性技術(shù)文件公布試行，然后再進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)。因此，干燥機(jī)生產(chǎn)能力和單位熱耗的折算是一個(gè)十分重要的標(biāo)準(zhǔn)。單位耗熱量和烘干能力是糧食烘干設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)于不同類型或同一類型的糧食烘干設(shè)備，當(dāng)其驗(yàn)收工況條件存在差異時(shí)，都必須通過有關(guān)折算系數(shù)將其折算到標(biāo)準(zhǔn)工況條件下，才能進(jìn)行單位耗熱量和烘干能力的判定、比較。我國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一的烘干單位耗熱量與烘干能力折算系數(shù)規(guī)范。本課題將對(duì)折算系數(shù)進(jìn)行研究，研究并制定折算系數(shù)的統(tǒng)一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。糧食烘干單位熱耗和烘干能力折算一直是困擾對(duì)糧食干燥機(jī)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)、鑒定的重要問題;多年來(lái)由于研究工作量大和科研經(jīng)費(fèi)缺乏，此問題一直沒有解決。黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院提出了一個(gè)解決方法，但由于不能適用于多種干燥工藝和機(jī)型以及標(biāo)準(zhǔn)條件和機(jī)型選的不夠合理而未能成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。筆者在深入分析和研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有干燥技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)和理論分析，確定了折算的標(biāo)準(zhǔn)烘干條件，給出了各種烘干機(jī)型和不同糧食干燥時(shí)的折算系數(shù)的計(jì)算方法和使用條件。
折算方法
1計(jì)算機(jī)模擬法
糧食干燥機(jī)使用中的一個(gè)常見問題是糧食的初水分經(jīng)常變化，為了達(dá)到要求的終水分，需要經(jīng)常調(diào)整糧食流量(生產(chǎn)能力)，為了比較糧食干燥機(jī)性能的好壞也需要知道干燥機(jī)的生產(chǎn)能力，因此，必須進(jìn)行折算。我們認(rèn)為利用計(jì)算機(jī)模擬方法進(jìn)行干燥機(jī)熱耗和生產(chǎn)能力的折算是一種較好而且可行的方法，即建立糧食千燥過程的數(shù)學(xué)模型，編寫干燥模擬程序，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬計(jì)算，最后得出折算系數(shù)。
此法的優(yōu)J點(diǎn)是通用性好，可以i}·算不同機(jī)型(順流，逆流，橫流和混流干燥機(jī))和不1司糧食(玉米，小麥，水稻)的干燥性能和折算系數(shù);!萬(wàn)r對(duì)任何干燥條件進(jìn)行折算，計(jì)算速度較快;各種一!幾燥工藝都可以使用。
該方法的缺點(diǎn)是模擬方法還不夠普及，掌握該方法需要有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，干燥機(jī)使用人員一般沒有這種軟件，此外，干燥過程的數(shù)學(xué)模型還不夠精確。以后應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究、模擬方法的計(jì)算步驟如下:
l)建立干燥過程模型;
2)開發(fā)各種糧食干燥工藝的計(jì)算機(jī)模擬程序;
3)利用模擬程序計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件下干燥機(jī)的熱耗和生產(chǎn)能力;
4)模擬計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)條件下的熱耗和生產(chǎn)能力;
5)計(jì)算熱耗和生產(chǎn)能力折算系數(shù);
6)對(duì)干燥機(jī)性能進(jìn)行折算。
2 ISO11520一2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)法
150(Intemational Standard Oganization)國(guó)際干燥機(jī)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)給出了一種折算方法，它利用4個(gè)校正系數(shù)K1、K2、K3、K4對(duì)試驗(yàn)所得水分蒸發(fā)率進(jìn)行折算。各校正系數(shù)的意義如下:
K1——水分校正系數(shù)，K1=(8.971一0.05578Td)X.+1.139InTd一4.652
K2——熱風(fēng)溫度校正系數(shù)，K2=(0.00565-0.000061Td)+0.000915Td+0.915
K3——空氣濕度校正系數(shù)，K3=1.0175一0.01072(l一Φ)
K4——風(fēng)量校正系數(shù)，K4=(0.022Td一3.445)a/V一0.271InTd+2.608
3黑龍江省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定總站于1989年提出了一種糧食干燥單位熱耗和生產(chǎn)能力
折算方法，標(biāo)準(zhǔn)條件為降水幅度5%(20%~巧%)、熱風(fēng)溫度93℃、環(huán)境溫度20℃、環(huán)境相對(duì)濕度為60%，折算方法比較簡(jiǎn)單易行。它的主要缺點(diǎn)是只適用于橫流式糧食干燥機(jī)和玉米小麥的烘干，有些系數(shù)的選擇缺乏依據(jù)。此外，它還考慮了熱風(fēng)爐間接加熱和油爐直接加熱及冷卻段的影響。具體計(jì)算方法如下:
單位熱耗的折算
標(biāo)準(zhǔn)條件下谷物干燥機(jī)的單位熱耗量按下式計(jì)算:
Qrb=Qr/(K0*K1)
式中Qrb一標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位熱耗，MJ/kg Qr一試驗(yàn)時(shí)的實(shí)測(cè)熱耗，MJ八g; K。一大氣條件折算系數(shù)，可根據(jù)大氣溫度和相對(duì)濕度查表求出，見“糧食干燥單位熱耗及生產(chǎn)能力折算系數(shù)”標(biāo)準(zhǔn);K1一糧食條件折算系數(shù)，在相同的環(huán)境條件下，根據(jù)糧食的初水分和終水分查表求出。
4數(shù)據(jù)表法
通過熱力計(jì)算，把各種條件下參數(shù)變化時(shí)的折算系數(shù)列成表格，再用插入法折算，標(biāo)準(zhǔn)給出兩種表格，一種是大氣條件折算表，另一種是糧食條件折算表，從表中查出兩個(gè)系數(shù)后，其乘積即為總折算系數(shù)。
本文在深入分析和研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，分析和探討了折算的標(biāo)準(zhǔn)條件，給出了各種烘干機(jī)型和不同糧食干燥工藝的折算系數(shù)的計(jì)算方法和使用條件 [1]  。
條件
為了對(duì)比糧食干燥機(jī)在不同干燥條件下的性能，必須確定一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)條件;在非標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行干燥作業(yè)或試驗(yàn)時(shí)必須將干燥過程測(cè)得的數(shù)據(jù)都換算到標(biāo)準(zhǔn)條件，然后才能進(jìn)行干燥性能的比較。所謂標(biāo)準(zhǔn)條件，一般包括降水幅度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、熱風(fēng)溫度和干燥機(jī)類型等。不同國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)條件是不同的(見表1)。英國(guó)小麥干燥時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)條件定為初水分20%、終水分巧%、環(huán)境溫度20℃、環(huán)境濕度為80%。我國(guó)黑龍江省規(guī)定
干燥玉米的標(biāo)準(zhǔn)條件為降水幅度5%(20%一巧%)、熱風(fēng)溫度90℃、環(huán)境溫度20℃、環(huán)境相對(duì)濕度為60%。法國(guó)對(duì)不同季節(jié)規(guī)定了不同的標(biāo)準(zhǔn)條件。俄羅斯規(guī)定降水幅度6%、環(huán)境溫度ro℃。我國(guó)尚無(wú)糧食干機(jī)性能折算的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。有些單位正在對(duì)它進(jìn)行研究，不久可能會(huì)發(fā)布并列人國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
折算系數(shù)
不同的糧食類別如玉米、小麥、稻谷其干燥特性是不同的，例如平衡含水率、薄層干燥方程、比熱、汽化潛熱、對(duì)氣流的阻力、體積密度等等，折算時(shí)必須考慮各種糧食的干燥能力折算系數(shù)。
影響
利用數(shù)學(xué)模擬可以很容易求出各種干燥機(jī)在不同條件下(順流、逆流、橫流、混流)的性能，因而也就比較容易計(jì)算出折算系數(shù)。具體方法可參閱《農(nóng)產(chǎn)品干燥工藝過程的計(jì)算機(jī)模擬》一書
熱風(fēng)風(fēng)量
由于溫度變化而引起風(fēng)速變化，因此還必須同時(shí)考慮風(fēng)速(風(fēng)量與溫度)的折算系數(shù)。
建議
(1)加強(qiáng)國(guó)際干燥標(biāo)準(zhǔn)的研學(xué)。為了向國(guó)際干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)靠攏，必需應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬方法，對(duì)國(guó)際150干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已有的一系列計(jì)算模型進(jìn)行干燥條件折算。由于數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，而且沒有任何解釋和說(shuō)明，有許多方程的系數(shù)選取還需進(jìn)行探討和分析，否則很難推廣應(yīng)用。為此需要對(duì)國(guó)外有關(guān)糧食干燥標(biāo)準(zhǔn)方面的資料進(jìn)行翻譯、整理、分析和應(yīng)用。
(2)獲取必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證折算方法的合理性和正確性，必需對(duì)折算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，這就需要一定的試驗(yàn)條件和設(shè)備以進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)也需要檢索查尋大量文獻(xiàn)資料。
(3)對(duì)四種折算方法進(jìn)行對(duì)比分析。在不同的環(huán)境和糧食條件下對(duì)上述四種不同的折算方法進(jìn)行比較和驗(yàn)證，找出折算中的問題，提出折算標(biāo)準(zhǔn)初稿。