土豆在脱水过程中的内部传热传质研究

在对物料内部传热传质研究的基础上，建立了干燥过程中土豆内部传热传质的数学模型。传热模型考虑了水分蒸发对内部温度场的影响，在求解内部传热传质模型的过程中，还考虑了物料收缩对内部水分扩散和热扩散的影响。模拟所得内部温度变化与实测的内部温度场非常接近，模拟所得的水分分布是用平均水分验证的，误差也很小。     

食品对流干燥热质耦合传递的数值模拟

根据傅立叶和菲克定律,建立了食品对流干燥传热传质过程的二维数学模型.模型充分考虑了传热与传质之间的相互耦合,通过 Comsol Multiphysics 软件对模型进行了求解.同时,得到了不同温度下样品内温度分布和湿度分布.结果表明:干燥过程的数值模拟结果与试验实测数据相吻合,所建立的模型可以用来预测食品对流干燥过程.     

马铃薯切片升华干燥过程中传热传质研究

为探究马铃薯在升华干燥过程中的传热传质,综合运用热质传递机理和相关学科知识建立了马铃薯切片在升华干燥过程中的传热传质数学模型。并采用COMSOL Multiphysics软件对马铃薯切片进行模拟,结果表明冰质量与初始冰质量之比随着干燥时间逐渐减少,马铃薯切片中心点温度随干燥时间逐渐增大;升华干燥能除去切片90%以上的水分,干燥效果较好;升华界面处的蒸汽压力随干燥时间增加逐渐增大,且由升华界面到干燥层上表面呈现递减的变化规律。     

微波干燥活性米的温度和水分的分布模型

通过建立连续微波干燥活性米过程的质热传递模型,获得活性米微波干燥机内的温度和含水率分布,并在微波强度为1.16、2.75、4.34W/g的条件下,进行活性米温度和水分模型的实验验证,确定传热传质模型的正确性。模拟与实测结果表明:在连续式微波干燥机的干燥末段,温度上升较慢时相应控制微波功率,减少微波干燥的能耗;在干燥段后进入缓苏阶段,使活性米物料内外温度达到平衡,干燥效果更为均匀,又可以保证干燥品质。该研究对活性米的微波加热工艺及控制方面具有指导意义。     

食品减压冷藏传热传质模拟研究

通过分析食品在减压冷藏中表面和内部的传热、传质机理，并对其非稳态冷却和水分扩散过程进行数学建模，用数值计算方法模拟食品冷藏过程中水分和温度变化。实验验证了减压冷藏的部分优点，并通过测量食品温度变化和失水量，证明了理论模拟和实际传热、传质过程比较符合。可以根据理论模拟的结果设定减压冷藏过程中贮藏环境状态变量和控制条件，防止食品因失水过多而影响质量。     

含湿多孔生物材料干燥过程的传热传质分析

建立了用以描述含湿多孔生物材料干燥过程传热传质特性的数学模型，并以马铃薯片为实验材料，采用有限差分法进行了干燥工况下的温度和湿度分布数值模拟计算。模拟值与实验值吻合较好，表明该模型具有较好的精确性。     

考虑沸腾换热的柴油机缸盖流固耦合传热分析

以CFD软件Fluent和FEA软件ABAQUS为仿真计算平台,建立了柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热模型,进行了流体与固体之间的传热仿真模拟。为反映沸腾换热的影响,基于单相流沸腾换热模型编写相关子程序,并嵌入到Fluent软件中。结果表明:与不考虑沸腾传热的单相流对流传热计算结果相比,沸腾换热可有效强化缸盖冷却水套内的传热,降低缸盖的高热负荷。     

地黄真空红外辐射干燥质热传递分析

以Fourier方程和Fick定律为基础,建立了地黄真空红外辐射干燥过程传热、传质的数学模型.通过理论推导和试验测定,确定了模型中有关参数的数值或方程.利用有限差分法进行了不同干燥条件下物料温度和含水率变化的数值模拟.结果表明:模拟值和试验值吻合较好,该模型可以较好地拟合地黄干燥过程中温度和含水率的变化,且能较好体现各干燥参数对干燥特性的影响情况.     

果蔬红外辐射干燥动力学的影响因素综述

综合分析了影响果蔬红外辐射干燥动力学的内在因素和外在因素,并阐述了物料在干燥过程中脱水量与各种支配因素的关系,探讨了物料内部水分的迁移、扩散过程,研究了湿物料的传热传质特性,在寻求干燥规律的基础上提出了红外辐射加热技术在果蔬脱水过程中的进一步研究方向。     

蔬菜种子的强化传热传质机理与综合干燥技术研究

综合工程热物理和种子生理的研究方法,选用白菜与菜豆种子在固定床与振动流化床中进行了干燥动力学实验研究以及种子生理的同步测试,阐明了蔬菜种子干燥的强化传热传质机理,并在此基础上研制了辐射－对流－导热－振动综合传热的优质,高效,节能的螺旋提升振动流化床蔬菜种子干燥机。     

稻谷红外辐射与对流联合干燥过程的模型模拟

为了揭示红外辐射与对流联合干燥机理以及干燥过程的热质传递特性,建立了联合干燥过程的数学模型;数值模拟了稻谷干燥中的热质传递过程;根据数值模拟的干燥条件,搭建了红外辐射与对流联合干燥试验台;通过红外辐射与对流联合干燥试验,研究了不同操作条件对干燥过程的影响。结果显示数值模拟结果与试验数据吻合良好。     

多孔介质恒温缓慢干燥的孔道网络模型与模拟

在自然多子孔介质参数分析的基础上构建了多子孔介质子孔道网络模型，对其干燥过程中的湿分迁移机理进行了分析。采用Matlab软件模拟恒温缓慢干燥过程，并进行了多子孔介质干燥实验。结果表明，基于孔道网络模型的模拟方法能较好地模拟多孔介质干燥过程，孔道尺寸分布对介质内的相分布影响显著。     

基于低场核磁的马铃薯切片干燥过程水分迁移规律研究

为研究马铃薯切片热泵干燥过程中内部水分迁移规律,利用低场核磁共振技术检测横向弛豫时间T2,分析峰面积A2x的变化,建立水分变化动力学模型。结果表明：热泵干燥过程中,提高热风温度能够显著提高干燥速率,加快结合水、不易流动水以及自由水的迁移。干燥过程中自由水和结合水先于不易流动水发生变化,自由水含量在前90min基本保持不变,之后迅速下降,不易流动水和结合水含量均表现为先升高后降低的趋势。自由水被脱除后,不易流动水和结合水依次达到最大值,随着干燥进行不易流动水逐渐被脱除,随后结合水开始被脱除至干燥结束。马铃薯切片热泵干燥过程属于内部扩散控制,水分有效扩散系数范围为5.228×10-8～1.434×10-7m2/s,建立的干燥动力学模型决定系数均大于0.98,可用于预测马铃薯切片干燥过程中不同状态的水分迁移规律。     

苹果渣回转干燥器干燥数学模型及工艺优化

建立了苹果渣回转干燥器干燥的数学模型,优化了干燥工艺参数和回转干燥器的尺寸。模型以年生产成本作为目标函数,对关键优化变量—回转干燥器转筒体积的求解采取微分法,提高了模型的精度。模型模拟结果与实验结果吻合,误差在10%以内,表明模型具有较好的优化模拟功能。     

4种薯类作物热风干燥特性的比较

为了考察薯类作物的热风干燥特性的异同点、优化薯类作物热风干燥工艺,本文选取4种薯类作物(红薯、马铃薯、芋头和山药),在不同温度(55、70、85℃)、切片厚度(3、5、7mm)和切法(横切、纵切)条件下进行比较,研究其热风干燥特性。结果表明:温度与切片厚度对4种物料的干燥特性影响一致,切法对4种物料的干燥特性影响略有差别,但不明显。通过比较,发现它们在热风干燥过程中各类指标变化基本一致,具有共性,在工业生产上可以进行归类,为薯类作物产业化生产提供了理论依据。     

远红外干燥箱的干燥均匀性研究

测定并分析了４种状况下远红外干燥箱体内各处温度、物料水分的差异。结果表明箱体内各点的温度和物为不分含量并不相同,循环风机工作或和排湿风机联合工作时均匀性较好。     

烟叶烘烤相对失水速率数学模型

为掌握烟叶烘烤干燥速度的计算,为烟叶精准化烘烤提供技术支撑,利用上海实验仪器厂101A-3型电热鼓风干燥箱进行烘烤试验,温度稳定在39 ℃、湿球温度稳定在32 ℃、风机挡位开启1挡的条件下,考查薄层胶体毛细管多孔干燥动力学研究及理论分析,结合实测数据,构建了烟叶烘烤湿表面分率数学模型及相对失水速率数学模型。烟叶烘烤湿表面分率数学模型,在薄层胶体多毛细管多孔物料湿表面分率数学模型的基础上再乘以厚度收缩率的减少量,即fi=φ×（1－Hsi）=XiXC×（1－Hsi）,模型模拟值和观察值拟合性较好,误差较小;烟叶烘烤相对失水速率数学模型,在湿表面分率数学模型的基础上再乘以面积收缩率、长度收缩率、宽度收缩率、厚度收缩率及呼吸消耗量5个因子的减少量,即F=fi×（1－Asi）×（1－Lsi）×（1－Ksi）×（1－Hsi）×（1－HXi）,经绘制成对曲线图、t检验及相关系数分析,模型模拟值和实测值拟合性较好,误差较小。该试验构建的烟叶烘烤相对失水数学模型可解决烟叶烘烤降速阶段烟叶失水速度难以计算的问题,为烟叶烘烤精准控制、失水速度的计算提供了新的数学模型计算方法。      

半环对撞流干燥的流动与传热传质分析

建立了半环对撞流干燥过程中的流动与传热传质数学模型,针对模型各部分的不同特点,分别采用合适的数值处理方法进行了数值计算,不同工况下,模型计算与试验结果吻合良好,能较好地预测干燥过程中入口空气温度,载带率及物料初始含湿量等因素对干燥过程的影响。通过对模型计算和试验结果的分析,提出了提高半环对撞流干燥速率与降低干燥能耗和费用的有效途径。