L. Gierz, G. Wąchalski, F. Adamczyk „Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2013, Vol. 58(2) 37 Lukasz GIERZ, Grzegorz WĄCHALSKI, Florian ADAMCZYK Przemyslowy Instytut Maszyn Rolniczych ul. Starolęcka 31, 60-963 Poznań e-mail: office@pimr.poznan.pl SIMULATION ANALYSIS OF THE AIRFLOW CALCULATION ON THE EXAMPLE OF A VIRTUAL MACHINE MODEL FOR GRAIN DRYING Summary Storage of grain, in particular sowable seeds is an important aspect. In order not to lose its properties, storage areas should be adequately ventilated. The paper contains simulation results for the outflow of air in terms of its uniformity, for example portable ventilation device. These results allowed to select the shape of the air deflector for device for the best efficiency of its work. Key words: drying, active ventilation, air flow, simulation studies, uniformity of flow, ventilation device, air deflectors ANALIZA OBLICZEŃ SYMULACYJNYCH WYDATKU POWIETRZA NA PRZYKLADZIE WIRTUALNEGO MODELU URZĄDZENIA DO DOSUSZANIA ZIARNA ZBÓŻ Streszczenie Zestawiono wyniki badań symulacyjnych wyplywu strumienia powietrza, w aspekcie jego równomierności, na przykladzie przenośnego urządzenia dosuszającego. Pozwolily one na wybranie odpowiedniego ksztaltu kierownicy strumienia powie- trza tego urządzenia dla uzyskania największej wydajności jego pracy. Slowa kluczowe: dosuszanie, aktywne wietrzenie, przeplyw powietrza, badania symulacyjne, równomierność wyplywu, urządzenie wietrzące, kierownica strumienia powietrza 1. Wprowadzenie W tradycyjnych polskich gospodarstwach rolnych czę- sto, z braku specjalnych silosów i innych podobnych urzą- dzeń, ziarno zbóż przechowywane jest na pryzmach w po- mieszczeniach gospodarskich. Ziarno to później niejedno- krotnie wykorzystywane jest jako material siewny. Przy przechowywaniu ziarna siewnego prócz ogólnych zasad magazynowania, obowiązują dodatkowo wymagania doty- czące materialu siewnego. Zabezpieczenie odpowiedniej jakości ziarna siewnego polega na zachowaniu żywotności jego zarodka, a więc pelnej energii i zdolności kielkowania. Utrata zdolności kielkowania następuje wówczas, gdy ko- mórki zarodka zostaną zatrute produktami przemiany mate- rii. Także rozwój bakterii, pleśni i szkodników zbożowych, któremu sprzyja występowanie procesu samozagrzewania świeżo wymlóconego, pozostawionego na przyczepie bądź pryzmie ziarna, ma wplyw na jego jakość. Szczególnie ważny dla ziarna siewnego jest okres pożniwnego dojrze- wania, podczas którego następuje zwiększenie się zdolności kielkowania. Pożniwne dojrzewanie ziarna przebiega naj- korzystniej w warunkach jego niskiej wilgotności i regular- nego przewietrzania [1, 2]. W ramach realizacji Projektu Celowego nr ROW III 198/2011 podjęto próbę opracowa- nia i wdrożenia przenośnego urządzenia dosuszającego ziarna zbóż i innych roślin uprawnych. Koncepcja opraco- wanego urządzenia jest chroniona jako wzór przemyslowy wydany przez Urząd Patentowy RP [9]. Jej autorem jest wnioskodawca projektu celowego. Wstępny projekt urzą- dzenia powstal po analizie literatury [3, 4], przy wykorzy- staniu programu SolidWorks™ [5]. Na jego podstawie wy- konano dokumentację konstrukcyjną projektowanego prze- nośnego urządzenia dosuszającego oraz wykonano oblicze- nia symulacyjne wydatku powietrza [6]. W pracy zawarto wyniki badań symulacyjnych równo- mierności wplywu strumienia powietrza z części perforo- wanej rury napowietrznika opracowanego przenośnego urządzenia dosuszającego ziarna zbóż i innych roślin uprawnych. 2. Cel i zakres badań Celem badań bylo opracowanie konstrukcji organu robo- czego (kierownicy strumienia powietrza) w kontekście rów- nomiernego wyplywu strumienia powierza w zalożonych sektorach pomiarowych powierzchni perforowanej przeno- śnego urządzenia dosuszającego. Przeprowadzone badania symulacyjne byly podstawą do wyznaczenia optymalnego ksztaltu organu roboczego, czyli kierownicy strumienia po- wietrza. Po umieszczeniu wewnątrz rury perforowanej spo- woduje ona równomierny wyplyw strumienia powietrza na calej jej dlugości. Przestrzeń powietrza wewnątrz rury i na zewnątrz napowietrznika opisana zostala siatką obliczenio- wą, zgodną z wymogami Metody Objętości Skończonych (FVM), którą wykorzystano do przeprowadzenia tych badań. Metoda objętości skończonych (FVM ang. Finite Vo- lume Method) jest alternatywą metody MES dla plynów. Bazuje ona na analizie zachowania ciąglości pola prze- mieszczeń wewnątrz elementów objętościowych modelu. Wyznaczone wartości zmiennej funkcji przemieszczeń są następnie aktualizowane w kolejnych krokach czasowych, korzystając z funkcji strumienia, który przeplywa przez elementy objętościowe modelu [6-8]. Badania symulacyjne wykonano wykorzystując system Obliczeniowej Mechaniki Plynów (CFD - Computational Flu- id Dynamics), bazujący na metodach numerycznych rozwiązu- jących zagadnienia przeplywu plynów. System ten opiera się na równaniach Naviera-Stokesa (równanie zachowania masy, pędu i energii dla plynu), a dyskretyzacja jest dokonywana za pomocą metody objętości skończonych.