热风干燥中气流加热装置的数值模拟

针对以煤炭、石油为热源的热风干燥存在高能耗、高污染、结构复杂问题和以太阳能为热源的热风干燥存在加热效率低、受天气影响较大问题,设计了一种以电热管加热气流的装置。基于流体动力学计算软件(FLUENT),运用标准k-ε模型对该装置内部气流场和温度场进行数值模拟分析。结果表明,装置内部气流分布均匀,温度梯度变化明显,满足设计要求。此装置可以用于热风干燥的气流加热装置。     

电加热沥青罐功率影响因素分析

为合理匹配加热功率,提高加热效率,本文分析了电加热式沥青罐传热过程,建立了单个沥青罐和沥青罐区加热功率和加热效率模型,研究了沥青初始温度、保温材料和加热工艺对加热功率的影响规律。结果表明:沥青初始温度每增加1℃,沥青罐功率减少2.84kW;岩棉的保温效果较好,且纤维类保温材料存在"最佳密度",可使加热效率达到最佳。该研究对减少电能损耗和电加热式沥青罐结构设计具有重要参考价值。     

厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。     

基于CFD技术的玻璃温室加热环境数值模拟

提出采用CFD技术数值模拟温室热风供热条件下的温度环境三维场分布.采用标准R-ε湍流模型和PSIO算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,并考虑辐射模型,选择Fluent软件进行温室加热环境的模拟与仿真.通过在Venlo型玻璃温室中试验现场采集关键点温度数据,与仿真结果比较的均方根误差为0.67 K,且在温室内温度场的总体趋势是一致的.验证了建立CFD模型的正确性,以及采用Fluent软件进行夜间热风加热条件下的温室热环境数值分析是可行的.     

农产品热风干燥装置的设计与试验

根据热风干燥原理、特点和农产品的干燥特性,在分析热风干燥工艺的基础上,完成了进风口、加热系统、保温材料、排湿系统、托盘和控制系统等主要工作部件及热风干燥装置结构设计,并利用该装置进行了萝卜干燥试验。试验结果表明:热风干燥装置满足了设计目标,缩短了干燥时间,降低了干燥成本,明显提高了产品质量。     

基于有限元的秸秆压块环模成型温度场分布

目前环模压块成型机的环模块温度差过高，成型后受热不均。结合压块成型工作条件，利用ANSYS中的Thermal模块，模拟环模中压块成型温度场，分析环模压块在不同时刻的温度场分布，并对成型装置进行优化设计。结果表明，优化后整体温度趋于平衡，温差明显减小，在加热20 min后，环模块的温度差降为19.25 ℃。优化后环模块成型过程的温度场沿轴向呈先增大，再波动状平稳，最后逐渐减小的趋势，环模块大部分区域的温度变化趋于缓和，环模块成型温度更均匀。      

槽式抛物面太阳能聚光集热器供热厌氧反应器研究

应用能量密度较高的槽式抛物面太阳能聚光集热器(PTC)为厌氧反应器提供热源,确定装置中重要单元的尺寸,并进行了反应器内部能量平衡的计算,得出8 m~3的地下厌氧反应器内最大2处负荷分别为进料热损失与发酵物料散失热量,分别为16 077.31 k J/d和23 180.01 k J/d。通过计算得出相应的聚光集热器的关键参数,确定光孔宽度b为2.4 m,焦距f为0.6 m,集热板面积为4.16 m~2,集热管直径为0.016 8 m。应用流体力学模拟软件Fluent对反应器内整体的传热效果进行模拟,仿真结果表明反应器内料液温度可维持在35℃左右。采用与设计参数相近的PTC系统和厌氧反应器进行试验验证,厌氧反应器内料液温度保持在33.6~35.8℃,与Fluent仿真结果基本吻合。     

层流炉气流温度场的显示与控制

为了研究生物质在闪速加热条件下的热解特性,设计了以等离子体加热、硅碳棒外部保温的新型层流炉装置;并利用该装置进行了稻壳粉末闪速热解实验,对层流炉反应管内气流温度场进行了实时检测.实验结果表明,该设备能够使层流炉反应管温度保持恒定,满足生物质挥发特性实验要求;稻壳挥发百分比数据与建立的理论模型计算结果相吻合,表明该模型可以描述生物质闪速热解特性.     

热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。     

基于风机盘管热风供热系统的温室热环境研究

为进一步提高温室供热系统整体供热效率,针对生物质锅炉作为热源、风机盘管作为末端散热装置的温室热风供热系统,建立了试验温室冬季夜间供暖条件下的室内热环境模拟CFD模型,对室内温度场分布进行了数值模拟并与试验结果进行对比。结果表明,二者所描述的温室内温度场的分布趋势相同,各点误差均小于3℃,计算均方根误差为0.66℃,验证了所建CFD模型的有效性。模拟结果表明：采用该热风供热系统可有效提高室内温度,植物生长区域温度范围为12~17℃,植物层温度分布均匀,无较大梯度变化。     

浅谈热泵烘干技术在农业果品烘干中的应用

<正>由于农业果品需要烘干的量特别巨大,长期以来,农业果品烘干一直是困扰农产品加工业发展的重要因素。常规干燥装置通常直接用电加热或燃料燃烧来获得干燥所需的热能,如燃油锅炉等。以热风干燥方式为例,常规热风装置中,利用加热器将环境空气     

欧姆加热预处理对苹果切片热风干燥特性的影响

为了研究欧姆加热的电、热效应对苹果组织水分迁移特性的影响,通过欧姆加热预处理的苹果切片热风干燥试验,研究了欧姆加热的电场强度和温度对苹果切片热风干燥特性的影响,并计算了不同欧姆加热条件下苹果组织水分扩散系数和干燥常数。结果表明:欧姆加热预处理对苹果热风干燥特性具有显著影响,欧姆加热温度越高,电场强度越大,苹果组织的干燥速率越快,干燥速率常数范围为0.017 26～0.021 91;有效水分扩散系数由未处理的2.336×10~(-10)m~2/s变为处理后的3.348×10~(-10)m~2/s,增大约0.43倍,可以有效地提高苹果组织的水分迁移。本研究为欧姆加热预处理的热风干燥工艺提供了参考。     

沼气工程发酵原料加热方式的试验研究

试验采用自制沼气工程发酵装置,研究发酵罐内的底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式,在高温发酵、中温发酵2种发酵工艺状态下,发酵原料温度场分布规律和温度场随时间变化的波动。试验结果表明:发酵罐内的底部加热方式是最佳的加热方式,其发酵原料温度场分布最稳定,温度场随时间变化的波动最小,对沼气发酵最有利。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

热风加热装置出风板加热均匀性仿真研究

本文以一种地热再生热风加热装置出风板为研究对象,利用FLUENT软件对出风板网孔的不同结构参数进行仿真研究,对比分析出风口温度场的加热均匀性与孔径、相邻孔间距以及孔面积占比的变化规律。结果表明,随孔径增大、孔间距减小,出风温度均匀性变差;孔面积占比为1.5%～3%时加热均匀性较好,为实际工程中热风加热机设计提供依据。     

油茶籽网带式干燥机的温度均匀性仿真研究

为了改善网带式干燥机内温度场的分布均匀情况,缓解油茶籽干燥后储存过程中出现的发霉变质问题,保证干燥品质和出油率,以多孔介质模型代替油茶籽物料层,建立干燥机的温度场仿真模型.采用计算流体动力学(CFD)技术对腔内温度场进行数值模拟和预测,研究入口热风速度大小对干燥腔内温度均匀性的影响.结果 表明:在入口风速为6～8m/s...     

调质红枣干燥机自动控制系统的设计与试验

热风干燥是红枣干燥加工中应用最为广泛的干燥技术之一。在红枣热风干燥技术的研究方面,干燥设备的工艺优化、干燥室温、湿度等参数的稳定控制等方面仍有待优化与提升。为此,针对目前主要的热风干燥设备的特点,综合南疆红枣的加工特点,利用PLC控制技术与HMI在线控制技术,设计了一种调质红枣干燥机,对干燥机温度进行了多段控制,优化了温度控制系统。通过实验样机进行了干燥加热试验,测试了样机的各项性能指标。结果表明:调质干燥机预热阶段试性能良好,在目标温度为60℃时,预热时间为20min,预热效果良好;干燥机出口风温与干燥室内风温温差约为10℃,热风通道中的传热性能良好;风机电流输出稳定,调速性能良好。调质红枣干燥机进行300min加热试验表明:多段控制方式下,电加热器进行分段加热控制,使干燥室温度稳定在目标温度,获得了较优的控制效果。此研究可为南疆中小型红枣干果加工厂干燥设备的设计提供参考。     

流化床快速热裂解装置加热系统的设计与试验

以流化床快速热裂解装置加热系统为研究对象,通过数值计算和试验分析的方法,对该系统进行设计和检测。结果表明,该系统内温度波动满足所需温度场的要求,并可实现对温度场的实时监测和控制。由于2#温控仪所连接的热电偶处于反应段中间位置,达到稳定状态的缓冲时间较长,为了让每个温控仪能同时趋于稳定状态,在为反应器加热时,应先让2#温控仪工作10 min,再开启其余温控仪;该加热系统不仅升温速率快,而且能在短时间内同时达到设定温度,并保持在上下10°范围内稳定波动。     

一种可连续化进行的胃肠仿生消化装置的设计

胃肠仿生消化是研究食品营养学及药物代谢动力的重要方法。为实现胃肠仿生连续消化,对胃肠仿生消化装置进行了设计,本胃肠仿生模拟消化装置包括胃肠仿生消化桶及仿生模拟消化控制系统,设置了结构相同的中间腔体的胃仿生消化桶和肠仿生消化桶,外围设置有加热仓,消化桶上均设置有搅拌机构、玻璃观察窗、取样装置、酸液存储槽及碱液存储槽、pH传感器、加热管及温度传感器,二号消化桶右侧固定有控制系统单元的配电箱。装置便于实现胃肠仿生模拟消化过程pH值、温度和搅拌速度的控制与调整,以及消化液的取样分析及消化过程的观察监测,可用于食品营养基质或生物活性物质的仿生消化情况的监测。     

红外对流组合干燥稻谷试验

设计了先红外辐射加热,后热风对流排湿干燥工艺的新型红外热风组合谷物干燥机。进行了以不同的红外辐射强度和热风温度的组合干燥稻谷的试验。试验表明:采用较强的红外辐射和较低的热风温度不仅能提高降水率,而且降低爆腰率。该结果对新型干燥设备的研制和干燥工艺的优化有参考价值。