收割机余热利用研究

摘 要 收割机在正常工作中，燃油的总热量的有效利用仅有25%-35%，大部分能量以余热的形式散发到大气中。如果把收割机的储粮仓改装为小型的烘干装置，在收割过程中，通过回收收割机产生的余热，对粮食进行烘干，将能够大大降低粮食的湿度，进而降低霉变的几率，延长粮食的存放时间，也减少了粮食后期烘干所需的成本。

关键词 收割机；烘干系统；换热器；回收装置

中图分类号：S225 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0024-01

中国是全球最大的粮食生产国和消费国，2012年全国粮食总产量58957万吨。但收割后因天气原因而来不及晒干或未达到安全储藏水分导致的霉变、发芽损失量高达5%。

目前，市场上的粮食收割机都是对粮食进行收割、脱粒后直接卸粮，收割后出来的稻谷还是保持着原来的湿度。虽然有粮食烘干机，但是现有的粮食烘干机烘干时间长、体积大、能耗高、规模大，只适用于大量的粮食烘干处理。收割机在正常工作中，燃油的总热量的有效利用仅有25%-35%，大部分能量以余热的形式散发到大气中。如果把收割机的储粮仓改装为小型的烘干装置，在收割过程中，通过回收收割机产生的余热，对粮食进行烘干，将能够大大降低粮食的湿度，进而降低霉变的几率，延长粮食的存放时间，也减少了粮食后期烘干所需的成本。基于此，本系统主要设计联合回收收割机发动机尾气和冷却水余热的装置，以及对储粮仓进行改造，让回收的余热对刚收割的谷物进行烘干，降低刚收割谷物的含水量，延长谷物的储藏时间和减少霉变的机率，提高粮食的生产量，以此达到节能的效果。

1 收割机余热回收烘干系统基本构成

收割机余热回收烘干系统主要由尾气余热回收系统、冷却水余热回收系统、余热烘干系统、控制系统四部分组成。

工作原理：收割机发动机正常工作时，当冷却水温度达到95摄氏度后，冷却水流入冷却水余热回收装置，鼓风机入风口吸收装置散发出来的热量。鼓风机把带热量的风输送到尾气余热回收装置里，与发动机尾气进行热交换。最后交换后的热风顺着管道来到蛇形烘干粮仓。谷物缓缓地沿着蛇形板落下，热风不断对其谷物烘干，降低谷物表面水分。

2 尾气余热换热器的设计

1）计算传热量Q。

根据已知条件，尾气入口温度：500℃，空气入口温度：42.49℃。

尾气及空气出口温度假设为：尾气出口温度：100℃，空气出口温度：70℃。

3）确定迎风面积Aex及其迎风面的管排数为B（假设热管尾气侧、空气侧迎风面积相等，热管几何尺寸及翅片参数也相等，并取迎面风速3m/s）。

设尾气侧迎风面积、空气侧迎风面积，则有：

收割机余热烘干系统的设计中，节能部分是收割机发动机尾气余热和循环冷却水余热经过换热方式回收利用，也就是说回收的热风充分利用在烘干谷物。回收的热风能量越多那么我们节能越多。如果在将来，收割机的余热回收效率提高，烘干谷物的效率也相应的提高。

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