基于偏移活化能理论研究干燥热湿传递特性

根据非平衡热力学理论和偏移活化能理论,建立了描述多孔介质对流干燥内部传热传质过程的数学模型,并对其进行分析求解。该模型充分考虑了传热与传质之间的相互耦合,计算结果与实验数据吻合较好,能准确预测干燥过程中马铃薯的含湿量变化。研究表明,偏移活化能方法能有效地探索干燥机理和研究物料工业干燥特性,为干燥动力学的研究确定优化方案提供理论基础与技术依据。     

切片土豆干燥中传热过程模拟与分析

提出了切片土豆内部传热模型,内部传质模型,进行了土豆干燥时传热过程的模拟,并作了实验验证.结果表明：模拟值和实测值十分接近,最大相对偏差小于1.8％;因此用该模拟土豆片干燥中传热过程是可行的.模拟结果还显示：物料内各处温度变化不同;在整个干燥过程中,各层的温度梯度随干燥时间先变大,随后逐渐变小,到干燥后期,各层温度趋于一致.     

用偏差活化能方法分析研究木材的干燥特性

偏差活化能可以表示被干燥物料的传质传热特性.通过理论分析和实验,该文研究了木材的不同几何尺寸与其偏差活化能的关系.基于木材的湿基试样之上,首先得到不同几何尺寸的木材的干燥率实验数据,然后建立模型计算扩散系数和偏差活化能.研究结果表明,不同几何尺寸木材试样的偏差活化能值随着环境温度和湿度而变化,并且影响着木材的传质传热动态特性;被干燥物料的偏差活化能在其几何尺寸较小时变化微小,并且随着尺寸的变小偏差活化能也下降;当干燥温度上升时,相对偏差活化能很快接近1,反之亦然.这些研究结果为进一步研究木材的动态干燥特性奠定了基础.     

刨花对撞流干燥的理论分析与实验研究

对撞流干燥技术就是利用两股或两股以上的气流相互对撞所产生的高湍流流场,大大提高物料与气流间的传热传质系数和使物料在对撞面附近往复振荡实现较长停留时间,实现对撞流的高效快速干燥.该文以垂直倾斜半环多级组合对撞流干燥系统为研究对象,通过对木质纤维进行初含水率、气流流量、气流温度和带载率等系统参数的实验研究,探讨木材刨花的对撞流干燥特性.并且用对撞流干燥技术对木材刨花品质的影响从微观和宏观两个角度进行了分析,表明该干燥过程对原料的品质无不良影响.     

木纤维脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟

通过对脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟的研究,采用欧拉-拉格朗日模型和计算流体力学软件Fluent对脉冲-旋流气流干燥机内部的气固两相流场进行了三维模拟,揭示脉冲-旋流气流干燥木质纤维的机理和传热传质特性。结果表明,加载物料后的气流速度变化明显,并且物料与气流速度有2 m/s左右的速度差,有利于传热传质。气流速度越大,物料停留时间越短。进料速度的增加会在旋流干燥器底部形成一个回流区,易造成物料的返流,并增加了物料在干燥机停留时间。通过对计算出的温度、速度、时间的曲线与实测值进行对比,二者最大相对误差小于10%,验证了fluent气固两相流模拟方法建立的脉冲-旋流气流干燥过程的数学模型是有效的。     

木材过热蒸汽干燥的应用潜力及前景

为了提高木材干燥质量及生产效率,对过热蒸汽在干燥中的应用和理论研究进行了综合评述。将其他行业过热蒸汽干燥的研究成果进行归纳,结合木材干燥的特点,探讨木材过热蒸汽干燥的应用潜力。文中分析了过热蒸汽干燥工艺对被干燥材料的干燥速率、干燥质量、物理力学性能及微观构造的影响;对过热蒸汽干燥过程中的传热传质规律以及建立的过热蒸汽干燥数学模型进行了阐述和分析,为更好地建立和完善木材过热蒸汽干燥数学模型及干燥工艺奠定基础;最后对木材过热蒸汽干燥工艺的制定和研究提出了建议,并对完善过热蒸汽干燥机理研究以及传热传质理论进行了展望。      

散粒物料气流干燥中的传热特性

对散粒物料气流干燥中气固两相间的传热特性进行了研究。结果表明，在本实验范围内（干物质流量／干空气流量＜０．４５），颗粒浓度对传热系数无量明显影响。单颗粒静态条件下努塞尔数与雷诺数，普朗特数的关联式能够较好地反映颗粒作等速运动时传热系数的变化规律。当颗粒作加速运动时，气固间的努塞尔数较大。通过大量的数据分析，将努塞尔数同气固相对雷诺数和傅立叶数相关联，得到了预测传热系数的经验关联式。     

湖北麦冬红外干燥特性与干燥模型

为探讨物料在红外干燥过程中的水分变化规律,以湖北麦冬为干燥原料,进行薄层干燥特性及模型研究,并以Fick定律、Arrhenius方程为依据,计算湖北麦冬在传热传质过程中的水分扩散系数和干燥活化能。结果表明,湖北麦冬的切片厚度及干燥温度对其红外干燥特性有明显影响,切片越薄,温度越高,湖北麦冬的干燥速率越快;Page模型预测值与实测值比较吻合,可用来描述湖北麦冬干燥动力学过程;在不同切片厚度和干燥温度下,有效水分扩散系数在(0.10~1.64)×10~(-10)m~2/s范围内基本上随干燥温度和切片厚度的增加而增大;麦冬切片厚度为1、2、3、4 mm的干燥活化能分别为32.88、32.12、32.49、37.09 kJ/mol。     

远红外线干燥物料内部温湿度的有限差分研究

针对远红外线所具有的穿透性，采用有限差分法建立了干燥过程中各向同性农业物料的部各同性农业物料内部各层的温度水分计算表达式。结合辐射，对流分析有限差传热边界条件，确定了水分扩散蒸发的边界条件，以苹果为实例，探讨有关质热特性参数关系式，然后进行理论计算．结果与实测十分接近，证实有限差分分析远红外线干燥各向同性物料内温湿度可行。     

基于多物理场耦合的热风干燥模型及其验证

热风干燥是多物理场耦合的过程,存在热风外环境和物料内部湿热迁移共同作用.在质量和能量守恒定律的基础上应用达西定律、菲克定律、傅里叶导热定律,分别构建了热风干燥过程中物料外部与内部的流场、温度场、质量场的控制方程及模型,描述了热风干燥过程中整个干燥室内的湿热传递规律.针对油菜籽热风干燥过程,基于COMSOL Multiphysics对干燥模型进行求解并进行了油菜籽热风干燥实验,以验证模型的有效性.结果表明:物料干基含水率的模型求解结果与真实实验结果最大相对误差为13.3%;在干燥过程中物料存在干区、湿区、蒸发区之分,干区与湿区被蒸发区分开,且蒸发区逐渐由物料外部向物料内部迁移;干燥过程中干燥室内水蒸气浓度先增大后减小,且干燥室中心区域水蒸气浓度比干燥室边缘区域高;物料平均温度在干燥初期迅速上升,中期上升速度逐渐减小,后期趋于平稳且接近热风温度;干燥室边缘区域风速比中心区域风速大,热风流场在极短的时间内达到稳态,其中心区域风速接近为0.     

CO2冷阱微波真空干燥装置设计与试验

为优化微波真空冷冻干燥工艺,基于微波真空冷冻干燥原理研制了CO₂冷阱微波真空干燥装置,并介绍了该装置的主要结构、工作原理和工作流程。创新采用液态CO2作为制冷媒,通过合理布局实现CO₂的循环利用。采用喷淋冷冻技术,从液态CO₂喷淋预冷冻原理出发,设计了喷淋装置结构,并匹配计算了转盘转速,旨在提高物料预冷冻效果。设计了翅片式冷阱管,根据翅片式冷阱管传热系数公式确定了冷阱管的具体规格尺寸;分析了冷阱内部有相变的对流换热过程,通过计算判断冷阱室内气体处于滑流区。由此得到冷阱室内对流换热强烈程度评价指标Nu≈4.3,换热效率较好。以白萝卜为例进行了喷淋流量与微波功率对干燥速率的影响试验,结果表明：在不对物料产生冻伤的情况下,喷淋流量越大,物料预冻结效果越好;在一定范围内,物料干燥速率与喷淋流量和微波功率呈正相关,且均呈现先快后慢的趋势。     

脱水蔬菜热泵干燥工艺研究

为了降低能耗,提高干燥效率,缩短生产周期,对脱水蔬菜热泵干燥工艺进行了研究。以甘蓝为原料,利用自制的内循环式热泵干燥样机进行了单因素试验,探讨了干燥介质温度、风速、装料量对蔬菜干燥速率及能耗的影响;采用2次正交旋转组合试验,建立了干燥工艺参数回归数学模型;通过约束复合形法,找出了热泵干燥最佳工艺参数组合：介质温度为60℃,风速1．95m／min,装料量3．6kg／m2为最佳工艺参数组合。     

干空气干燥天然气管道技术仿真

介绍了天然气长输管道干空气干燥工艺原理,基于质量守恒定律、相平衡原理和费克定律,建立了天然气管道干空气干燥过程机理模型和随后封闭过程的机理模型。运用隐式差分法求解了干燥模型的数值解和分离变量法求封闭过程的解析解,在此基础上编制了相应的应用程序,利用达州至毛坝管道的干燥实例验证了模型的正确性。     

木材干燥过程热质迁移数学模型研究现状

建立及求解木材干燥过程热质迁移数学模型的主要目的是为了对木材实际干燥过程进行预测和控制,对促进木材干燥技术的发展意义重大。本文主要从水分迁移、能量转移、应力应变与数值求解方法等方面,归纳总结了国内外木材干燥过程中热质迁移模型建立及求解的研究现状,根据木材干燥机理、热质迁移理论及干燥生产实际分析了模型可借鉴应用之处以及存在的问题,提出符合实际干燥情况的多维(2、3D)热质迁移以及考虑木材干缩现象的热质-应力应变耦合数学模型是今后的研究重点。      

顺流干燥及干湿粮混合干燥工艺的试验研究

通过对顺流式烘干工艺及干湿粮混合干燥的工艺的研究，得出各自的工艺参数及最佳组合，并就２种工艺进行了性能对比，得出了干湿混合干燥工艺顺流式干燥工艺具有节能，提高效率，保证谷物品质等特点，论证了缓苏时间对干燥工艺的重要性。     

热泵驱动的溶液除湿在谷物就仓干燥中的应用

为安全且高效地实现粮食干燥储存,设计了一套基于热泵驱动的溶液除湿谷物就仓干燥系统,并建立了系统中各部件及谷物就仓干燥数学模型。模拟了南昌地区秋季初始含水率为22%、初始温度为20 ℃的200 t谷物就仓干燥至安全水分的过程。分析了溶液除湿系统干燥中风量对系统干燥时间及耗能的影响,得出耗能最低的最佳通风量;提出自然通风与溶液除湿系统结合的混合干燥方式,采用最佳通风量进行干燥,分析了自然通风时长对系统干燥时间和耗能的影响;且研究了以全自然通风、溶液除湿系统及混合干燥三种方式下干燥过程中谷物含水率和COP(coefficient of performance)的变化情况。结果表明：当风量为200 m3·h-1·t-1时,溶液除湿系统耗能最低,干燥时间为200 h,远低于安全干燥期,干燥过程平均COP可达43;采用全自然通风干燥时,在安全干燥期内谷物水分无法降至安全储存要求,且干燥过程整体COP较低。采用混合干燥方式时,合理的自然通风时间有利于降低系统耗能;混合干燥方式在干燥前期采用自然通风,可充分利用其干燥能力,后期采用溶液除湿系统将谷物降至安全水分,可为实现安全、高效、节能的谷物就仓干燥过程提供一种选择。     

不同干燥方式对香菇中甲醛含量的影响

[目的]分析不同干燥处理方式对香菇中甲醛含量变化的影响。[方法]模拟鲜香菇正常生产贮藏期间的条件,分析不同干燥处理方式下香菇中甲醛含量变化的趋势。同时,通过研究香菇烘干时升温的差异对香菇甲醛的影响,探索香菇干制过程中有效降低甲醛含量的方法。[结果]研究表明,干燥方式不同对香菇中的甲醛含量有明显影响,而且香菇干燥后其甲醛含量均有明显升高。为了减少干香菇中甲醛含量,在对鲜香菇进行干燥前,先进行钝化酶的热处理再进行干燥效果较好;而从干燥方式来看,真空干燥优于热风干燥。[结论]研究可为香菇的烘干、贮藏方式选择和过程控制提供参考依据。