基于EDEM的滚筒烘丝过程物料运动行为研究

为揭示滚筒烘丝复杂系统的内在关系和规律,提升烘丝质量和物料利用率,提高企业生产过程质量控制水平,满足企业精细化生产需求,根据某卷烟厂烘丝生产线,建立滚筒烘丝设备模型、烟丝离散模型,并应用EDEM离散元仿真系统模拟计算滚筒内烟丝物料运动状态,分析不同典型工艺参数下烟丝在滚筒内的运动行为,得出烟丝物料行为的基本状态和规律。结果表明:EDEM仿真计算结果将密封滚筒内烟丝物料运动的“黑箱”过程“可视化”,将烟丝物料运动行为数字化表征;各物料颗粒的上抛高点、下落低点、水平移动距离有明显差异,但在滚筒内的总体运动轨迹呈周期性螺旋式向前运动;物料在滚筒中的运动行为主要有3种典型状态:持料上升运动、泻落运动、抛落运动。     

基于EnSight的滚筒烘丝过程可视化分析

由于无法直接观测滚筒烘丝中烟丝运动状态,因此使用EnSight方法将热风气体与烟丝颗粒进行可视化分析,对热风气体进行计算,得到进入滚筒的热风气体温度、速度、轨迹的运动规律,并与Fluent分析作对比,获得在热风作用下滚筒中运动的烟丝粒子运动轨迹和受热分析.结果表明,该耦合方法正确捕捉了热风作用下烟丝粒子在滚筒中的运动状...     

加料过程物料混合均匀性数字化表征评价研究

为揭示加料滚筒内复杂系统的内在关系和规律,满足企业自动化生产线的精细化生产需求,选取某规格一类制丝加料生产线,通过对加料设备建模,并建立烟丝、滚筒模型,仿真计算出滚筒内烟丝运动、料液分布状态。通过仿真数据、高速摄像图像处理技术与试验验证,构建了加料过程物料混合均匀性评价指标体系,提出了4项关键评价指标。采用主客观组合赋权法对烟丝混料均匀性评价指标进行赋权,得出烟丝混料均匀性效果,给相关企业制丝线的加香加料过程质量控制提供了参考依据。     

稻谷变温均质干燥装置工艺优化与性能试验

为研究装置干燥均匀性和稻谷干燥特性,通过多因素试验,以干燥温度、滚筒倾角、滚筒转速为影响因素,以干燥时间和干燥速率为评价指标,考察指标对稻谷干燥特性的影响,分析不同干燥工艺对稻谷爆腰率的影响。试验结果表明,影响稻谷干燥时间和干燥速率的主次因素顺序为：干燥温度、滚筒倾角、滚筒转速,最优干燥工艺为干燥温度55℃、滚筒倾角2°、滚筒转速40r/min。验证试验通过含水率均匀度K判定,最佳干燥工艺参数为干燥温度55℃、滚筒倾角2°、滚筒转速60r/min。在此条件下,稻谷干燥时间为191min,干燥速率为0.036％/min,稻谷含水率均匀度为99.6%,稻谷干燥效果最优。研究结果可以为稻谷变温均质干燥装置研制和工艺制定提供参考。     

片状农业物料完全组分利用滚筒干燥控制技术研究

针对实际干燥过程的非线性、变参数以及环境干扰等建模和控制问题,采用模糊控制理论建立了能够反映控制信号与温度偏差、变化关系的温度控制的系统模型,将模糊控制方法引入到片状农业物料滚筒干燥工艺过程中,提出并自行设计了完全组分利用滚筒干燥装置.为验证模璎和控制器设计的有效性,进行了滚筒干燥控制模璎的仿真研究,并与传统的PID控制方法进行比较.结果表明:模糊控制方法用于滚筒干燥过程是可行的,显示出智能控制方法的优势,改善了控制系统性能,更好地满足了滚筒干燥控制要求.     

甘薯全粉滚筒干燥生产工

选用甘薯(徐薯23)为原料进行滚筒干燥加工工艺的研究,以甘薯全粉的堆积密度及色差值为指标,采用响应面分析法,研究了进料温度、进料质量分数、滚筒转速、滚筒表面温度对滚筒干燥工艺的影响.确定的甘薯全粉滚筒干燥工艺最佳组合为:进料温度42℃,进料质量分数13.6%,滚筒转速3.0r/min,滚筒表面温度143℃.该条件下生产的甘薯全粉堆积密度为0.51g/mL,多项验证试验值在95%的置信区间内很好地符合了预测值,说明利用该模型在实践中进行预测是可行的.     

滚筒式真空脉动干燥机设

设计了一种滚筒式真空脉动干燥机.该干燥机由干燥滚筒、旋转接头、加热系统、控制系统、真空系统和传动系统组成.控制系统通过控制电磁阀可使干燥滚筒内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化.干燥滚筒在增加装料量的同时,还可通过旋转使物料受热均匀,提高机器的生产率.无核白鸡心葡萄的干燥试验表明,在干燥压力为7kPa,一个循环内真空干燥20min,常压干燥4min,干燥温度为60℃的条件下,干燥12h,葡萄含水率可降至16.4%(湿基),糖酸比达到33.2.     

南瓜浆滚筒干燥动力学模型

以辊式布料的单滚筒干燥机为对象进行南瓜浆滚筒干燥试验,探讨了滚筒干燥过程中物料的干燥动力学特性及其干燥动力学模型。根据物料的状态将滚筒干燥过程分为浆状和膜状两个阶段,测定了不同蒸气压力下物料的含水率,分析了干燥速率随蒸气压力和时间的变化规律。结果表明:物料中的水分大部分在浆状区中蒸发,蒸气压力越高,干燥速率越快;物料在膜状区中为降速干燥阶段,蒸气压力越高膜状区起始含水率越低,起始阶段的干燥速率越慢,干燥速率下降也越慢,干燥时间越短。膜状区物料含水率的试验数据与主要薄层干燥模型进行拟合,Midilli-Kucuk模型可以很好地预测南瓜浆滚筒干燥的动力学特性。     

响应面法优化苹果真空冷冻干燥的工艺参数

为提高苹果真空冷冻干燥的单位时间内的生产率,针对其真空干燥工艺中3个主要干燥因素(干燥真空度、物料厚度和干燥温度),利用响应面分析法,对工艺参数进行优化.试验数据采用Design-Expert软件进行多元回归分析,建立了干燥因素与单位时间内生产率之间的函数模型.通过响应面分析,确定苹果的较佳真空干燥工艺条件为:干燥室真空度71.12Pa、物料厚度11.45mm、加热板温度35.35℃,在此优化干燥条件下苹果的单位时间内的生产率为107.2 g/(h·m2).     

热泵烘房结构及参数优化仿真设计

为解决热泵烘房干燥过程中存在的产品品质不稳定、干燥效率低等问题,借助计算流体动力学（CFD）仿真软件进行了基于烘房内气流分布的数值模拟,分析了速度分布均匀性问题,并通过改进烘房结构及速度参数开展模拟仿真与分析。结果表明：空载条件下,设置导流板倾斜角度为15°时,烘房内的气流分布效果较好;设置排风风速为6m/s时气流均匀性效果较好,且对比得出排风速度对烘房内气流的影响最大;加载条件下,选择排风速度为6m/s时可以较好地适应烘房干燥作业;排风速度为6m/s、导流板倾斜角为15°组合下可以使气流分布更均匀。     

蔬菜种子的干燥动力学特性与变温干燥机理

以蔬菜种子为对象，建立了物料的非稳态干燥动力学简化方程，并以不同供热方式（恒温与变温）进行了对比干燥实验和变温干燥工艺的模拟，结合种子的生物结构特性探讨了物料传热传质机理，为蔬菜种子干燥新技术与新工艺提供了理论依据。     

花生换向通风干燥性能模拟与分析

为了解固定床花生换向通风干燥作业特性,为已研发的箱式换向通风干燥设备提供合适的花生干燥通风参数,以花生与空气间的传热传质为基础,建立干燥状态偏微分方程组,并以此为基础采用有限差分法对干燥过程进行数学模拟,分析左右干燥室同时从下向上通风干燥时长、换向干燥阶段换向时间、单位体积通风量对干燥行为的影响,并采用均匀设计和综合加权评分法确定最优通风干燥参数。结果表明:从下向上通风阶段,热量主要用于花生加热和表层水分快速蒸发,下、中、上层物料干燥升温速度差明显,易形成较大水分梯度;换向通风干燥阶段,物料温度呈类波浪状波动,有效控制整床物料干燥均匀性。缩短从下向上通风时间,有助于降低耗能和水分差,但对干燥耗时和生产率影响较小;换向时间的改变对耗时、生产率、耗能、水分差影响较小;单位体积通风量的增加有助于干燥耗时、水分差的降低及生产率的提高,但耗能亦将快速增加。均匀设计和综合加权评分表明,含水率>25%阶段通风量1 394 m~3/(m~3h),含水率15%～25%阶段通风量838 m~3/(m~3h),含水率0.98,模拟仿真可准确描述干燥过程物料温度和含水率变化。为花生换向通风干燥设备改进和工艺优化提供参考。     

果蔬烘干机在烟叶烘烤中的应用探讨

烟草是我国最重要的经济作物之一,云南省是我国烟叶大省。烘烤是烟叶生产过程中关键环节,目前云南省烟叶烘烤设备需求逐年增大,果蔬烘干机在烟叶烘烤中具有广阔的应用前景。针对果蔬烘干机应用于烟叶烘烤过程中存在的问题,进行了果蔬烘干机应用现状调研,分析了其在烟叶烘烤过程中具体存在的问题,对其保温材料、供热设备、循环风机和换热器等相关结构和配置进行了设计、选型、调整和优化,建立果蔬烘干机烟叶烘烤工艺标准,促进其在烟叶烘烤过程中的应用与推广,提高果蔬烘干机使用率,满足烟农烘烤实际需求。可以预见,果蔬烘干机在烟叶烘烤中若得到合理利用并推广,将获得良好的社会效益和经济效益。     

银杏果热风干燥工艺参数响应面法优化

利用自制的热风干燥在线测试装置,对银杏果的热风干燥进行了试验研究,探讨了热风温度、热风速度及装载量对含水率、干燥速率的影响,通过响应面分析和逐步逼近法分析了热风温度、热风速度及装载量与干燥过程平均能耗、平均干燥速率、蛋白质保存率以及干燥后的感官品质之间的关系,建立了二次回归数学模型。并利用函数期望优化方法进行了多目标函数优化,确定了银杏果热风干燥的最佳工艺参数组合。结果表明,银杏果热风干燥过程中加速过程不明显,主要集中在恒速和降速的干燥阶段。其最佳工艺参数组合为:热风温度68℃、热风速度1.15 m/s、装载量15.58 kg/m2。此时平均能耗为11.86 kW.h/kg、平均干燥速率为9.77%/h、蛋白质保存率为90.30%、感官评分为8.57分。     

内冷油腔振荡冷却仿真方法研究

为了得出一种较为通用的活塞内冷油腔仿真分析方法,采用数值仿真研究方法,从湍流模型、多相流模型、压力速度耦合算法以及油腔几何模型进行油腔CFD仿真分析方法的研究。通过对比分析仿真所得的平均机油填充率、机油分布、壁面平均换热系数和换热系数分布,得出在进行活塞油腔CFD模拟时,标准k-ε湍流模型可以更为经济地进行流动传热计算。可保证计算模拟精度的多相流模型CLSVOF计算结果周期间变化更小,计算结果稳定。活塞油腔瞬态仿真计算时,压力速度耦合算法PISO计算得出的流动换热结果精度更高,收敛速度和达到计算稳定的速度更快,模拟所得流动传热情况更接近实际。全油腔模型模拟效果相对于简化模型效果更好。通过对油腔各壁面区域换热系数随曲轴转角变化的分析得出:振荡过程极大增强了顶面和底面的换热,油腔内壁面中顶部壁面周期平均换热系数最大;底部壁面换热系数变化趋势与顶部壁面变化趋势基本相反,这是由机油分布以及振荡规律决定的;由于侧部壁面未收到机油强烈的冲击,换热系数随曲轴转角变化相对较平缓。     

多层带式干燥机干燥过程优化

针对多层带式干燥机的干燥过程建立了热、质传递的数学模型,并通过C语言编程进行干燥过程的模拟,得到热风在干燥机内温度和湿度的空间分布及其随时间的变化规律,以及物料床层内温度和含水率的分布及其随时间的变化规律。利用生产用多层带式干燥机蒜片干燥过程的试验数据对模型进行了验证,证明了模型的有效性。通过对模拟数据分析,对多层带式干燥机的结构参数(传送带长度、干燥机层数、通风道高度)和操作参数(传送带翻转时间、物料床层厚度、热风风速)进行了优化。     

花生热风干燥工艺参数研究

为提高花生干燥的效率,采用单因素试验和正交试验,研究热风温度、热风风速和料层厚度对干燥效果的影响。通过试验确定的最佳工艺条件为:热风温度60℃、热风风速0.8 m/s、料层厚度1 cm。在此参数条件下,降水率达48.3%,RSD为0.51%。     

N2气调干燥气体状态参数计算方法

用N2 代替部分空气进行闭路式气调热风干燥,可改善干燥品质,提高干燥速率。推导了不同N2 含量混合气流状态参数的计算公式,绘制了N2 惰性气体的湿焓图,并进行了不同N2 含量混合气流参数及传热传质系数的计算。结果表明,混合气流状态参数及传质系数均随N2 含量的增加而增加,传热系数随N2 含量的增加而减小。     

糙米锅巴膨化工艺参数优化

以膨化机加工温度和物料含水量为考察对象,优化糙米锅巴制作过程中的挤压膨化技术参数。试验结果表明：加工温度和物料含水量对原料的膨化效果影响显著;DSE-25型双螺杆挤压膨化机加工糙米锅巴的最佳工艺参数为加工温度180℃（最高区）、物料含水量18%、螺杆转速120 r/min、喂料速度16 r/min。