太阳能辅助热泵干燥粮食的数值模拟研究

粮食的干燥过程实质上是多孔介质热湿耦合传递的过程.基于多孔介质热质传递理论,通过数值模拟的方法,针对利用太阳能辅助热泵干燥粮食时热风随时间变化的情况,采用综合温度和空气绝对湿度作为瞬态边界条件来对干燥过程中粮食内部温度和水分的变化进行模拟研究.模拟结果显示小麦水分在干燥150 h后达到安全水分13.6％(干基),而实验结果显示小麦水分在干燥135 h后达到安全水分13.6％(干基),二者对比相差不大,并且模拟温度与试验温度吻合较好.     

冷藏车内温度场和湿度场的数值模拟研究

应用流体力学（CFD）软件Fluent,采用k-ζ流模型和非稳态求解方法,对加入货物冷藏车的温度场和湿度场进行了三维非稳态数值模拟计算．得到了冷藏车蒸发器区、中心区、货物区以及边壁等处的温湿度分布。冷藏车内流场的数值模拟结果可以为监测与控制冷藏车内的环境提供技术依据。     

果蔬强制通风预冷过程中温度场分布的分析

果蔬预冷是冷链的首要环节之一。以100 t冷库为研究对象,建立了气体区和果蔬区的数学、物理模型,采用k-ε紊流模型和非稳态求解方法,运用计算流体力学软件对果蔬预冷降温过程进行了三维非稳态数值模拟。在其他参数相同的条件下,比较分析了不同风速和送风方式下的温度场分布情况。结果表明：送风速度对库内温度场有显著影响,温度随风速的增大而降低,且温度梯度逐渐减小;对比两种送风方式,上送下回送风方式预冷均匀性较好。     

氧气高炉多流体数值模拟与分析

为研究不同氧气高炉操作流程及操作参数对高炉内部过程产生的影响,预测氧气高炉流程各参数的变化规律,基于多流体理论、冶金传输原理、冶金反应动力学与热力学理论以及计算流体力学建立了普通高炉多流体模型,并在此基础上修改边界条件及内部相关参数,建立氧气高炉多流体数学模型。通过建立的模型分别对普通高炉和气化炉氧气高炉(GF-FOBF)流程中的氧气高炉进行了模拟计算,得到两种工艺流程下高炉内温度场、浓度场和速度场等典型参数的分布情况。通过对计算结果的对比,分析了氧气高炉操作条件下炉内状态的主要特征和相对于普通高炉发生的变化,发现氧气高炉内部速度场、温度场均发生变化,特别是气相组分的均匀分布问题明显。本模型可为氧气高炉流程试验及流程开发提供参考。     

固液混合油辣椒多相流灌装的数值模拟

以固液混合油辣椒多相流的灌装过程为主要研究对象,采用流体力学计算软件Fluent对其灌装过程进行数值模拟,分别对直径为36、48、60 mm的计量缸在灌装过程中的密度场、各相体积分数的分布状况进行研究。数值模拟结果表明:随着灌装机构计量缸直径的增大,灌装流场的密度均匀性变好,高密度和低密度区域明显减少,直径为60 mm的计量缸其固液混合油辣椒多相流流体的各相体积分数和密度分布比其他两种较好,体积分数与初始设定基本吻合,研究结果为灌装装置的结构设计和灌装工艺提供了理论依据。     

钛渣流态化氯化流动特性的数值模拟

基于双流体模型,结合钛渣的物性参数,采用Fluent软件对钛渣流态化氯化过程的数学模型进行了模拟,通过不同的临界流化速度,对钛渣流态化氯化的流动特征进行了研究。结果表明：Grace修正公式适合钛渣流态化氯化最小流化速度的计算;在最小流化速度下,床层首先形成乳相,随着流化时间的延长,在中部形成小气泡;在完全流化速度下,床层首先经历节涌过程,然后进入完全流化。     

热带太平洋中部地区热力异常对我国南方冬季降水影响的数值模拟

为了分析冬季热带太平洋中部海温升高对中国南方冬季降水的影响,本研究利用国际太平洋研究中心的区域气候模式（IPRC-RegCM）对2008年初南方典型的大范围雨雪天气过程进行数值模拟。结果表明：该模式能够较好的模拟出此次持续性降雨（雪）过程的雨带分布。且当在热带太平洋中部海域加入扰动热源后,中国南方大部分地区均以上升气流为主,南海地区水汽输送增强,有利于我国南方雨雪天气的发生。     

板坯连铸结晶器内凝固坯壳的三维数值模拟

基于流场和温度场的计算,对断面为1 780 mm×225 mm的板坯结晶器进行数值模拟,考虑3种不同水口条件下,钢液流动对凝固壳的冲刷,计算出凝固壳厚度的三维分布特征,并与二维切片法的计算结果进行了对比。结果表明：有水口时结晶器角部位置凝固壳最大值为约45 mm,宽面和窄面中心凝固厚度壳最大值为24 mm,分别比无水口条件下凝固壳薄1~2 mm;钢液的扩散会使凝固壳在距离结晶器角部300 mm和顶部400 mm的位置形成约深度2.5 mm的凹陷;同时钢液会冲刷整个结晶器窄面的凝固壳,在窄面中心最严重;对比不同的水口,凸底水口冲刷最大,凹底最小。     

粘贴加固混凝土氯离子扩散的理论模型和数值模拟

基于物质非稳态扩散理论,采用现有研究对Fick第二定律的修正方法,并将粘贴加固考虑为对氯离子扩散方程边界条件的调整,提出可用于粘贴加固混凝土的氯离子扩散理论模型。利用ABAQUS、MATLAB PDE tool、MATLAB自编程3种方法均可对粘贴加固混凝土梁的氯离子扩散过程进行数值模拟。对比未加固与加固构件的氯离子扩散规律,发现粘贴加固可降低钢筋表面的氯离子浓度值,延缓氯离子浓度到达临界锈蚀浓度的时间,增加材料使用寿命,并且加固时间越早,增加寿命越长。     

尾矿坝变形细观力学机理的颗粒流数值模拟

以新建四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为工程背景,通过堆坝模型试验与室内土工试验,获得尾矿坝干滩面几何特征、颗粒分布规律及尾矿力学性质。基于离散元理论,采用PFC 2D数值模拟软件进行双轴试验,与土工试验结果对比,得到尾矿细观力学参数,并分析尾矿坝颗粒接触力分布、颗粒位移与坝体结构变形特征。结果显示：1)初期坝中颗粒间接触力较大,形成的力链大致呈45°倾斜向上;坝体尾矿颗粒接触力随着埋深的增加而增大,在基岩凸起处接触力较大且集中。2)初期坝颗粒位移不明显,堆积坝少数尾矿颗粒沿坡面向下滚动,具有较大位移;尾矿堆积坝存在较为典型的滑移面,滑移面上部区域颗粒位移较大。3)初期坝结构变化不明显,尾矿堆积坝中靠近初期坝内坡面附近结构变形显著。     

黑皮冬瓜分段式变温热泵干燥工艺研究

为提升黑皮冬瓜干燥品质及降低干燥能耗,对黑皮冬瓜分段式变温热泵干燥工艺进行了研究。通过研究湿度对冬瓜干燥过程、瓜干品质及干燥能耗的影响,确定了最适相对湿度为40%和50%。根据最适湿度条件下干燥前期温度的波动情况设计了4种分段式变温干燥工艺,采用综合加权评分法对4种工艺进行比较,得到了最适分段式变温热泵干燥工艺为:温度50℃(5 h)-60℃(至结束),相对湿度50%,循环风速1.5 m/s,瓜片厚度6 mm。将热泵干燥方式与传统的电热干燥方式进行比较,发现热泵干制的瓜干品质显著优于电热干制的瓜干(P0.05),热泵恒温干燥较电热恒温干燥节能38.93%,热泵变温干燥可在进一步提升瓜干品质的同时较热泵恒温干燥节能11.25%。     

荔枝果肉热泵干燥及其储藏特性研究

为了探讨荔枝果肉热泵干燥特性及储藏过程中一些品质指标的变化规律,将去皮去核后的果肉进行热泵干燥,测定其干燥特性及储藏过程中色泽、褐变度、总酸、糖组分、质构及微生物指标的变化。结果表明：荔枝果肉在60 ℃下热泵干燥2 h,干燥速度升至最大值后进入降速干燥阶段,干燥过程中,亮度L*值变化不大,a*值和b*值显著增大;干燥18~20 h,样品的水分含量达25%左右、颜色呈金黄色;不同水分含量的荔枝果肉干在储藏过程中,L*值、a*值和b*值下降,果肉发生褐变,总酸含量呈上升趋势,果糖、葡萄糖和蔗糖呈减少趋势;水分含量35%的样品储藏180 d褐变明显;荔枝果干的硬度和咀嚼性在储藏后期明显增大,黏着性变化不显著。采用热泵干燥荔枝果肉,25%水分含量的样品品质和储藏性较佳。     

Influence of Distributed Drainage on Reservoir Water Temperature Field Under Reservoir Water Source Heat Pump System

By adopting fluid calculation software to establish three dimensional reservoir model and simulating reservoir's natural temperature on design day, the measured temperature was used to correct and treated as the initial condition. According to the annual hourly calculation load of villa cluster, dynamic water temperature and flow were used as boundary conditions. Inputted water surface heat transfer conditions were identified by user defined function based on the data of typical meteorological year. For the distributed drainage combining the discharge network and rainwater pipe network and traditional integrated drainage of reservoir water source heat pump system, dynamic numerical simulation of the water temperature field was conducted. The results show that water's temperature rises 0.33℃ weekly when integrated drainage is adopted and the temperature rises 0.16℃ when distributed drainage is adopted. There is obvious heat accumulation phenomenon when continuous drainage in narrow area works. The simulation of intake water temperature shows that below perennial water level 4.6m depth, the intake water temperature is between 27~23.5℃ from July to October, in which the heat pump system operates efficiently.     

Numerical Simulation on Drying Characteristics of a Combined Microwave-convection Process

Combined microwave-convection drying characteristics are investigated by numerical simulation. Combined microwave-convection drying has advantage of swift drying and sterilization. Based on qualitative analyses on the mechanism of combined microwave-convection drying, the differential equations are established and the numerical simulation method is described. The humidity, vapor pressure and temperature, along the radius in a spherical pill, are calculated by the numerical simulation during drying process. The calculation results show the relationship between humidity, vapor pressure, temperature and drying time, and that drying process is greatly influenced by input microwave power. The calculation results are good consistent with the experimental datum.     

Annual Energy Consumption and Feasibility Assessment of Ground -Source Heat Pump in Residential Building in Fuzhou City

This paper describes the annual energy consumption and economic assessment of air-source heat pump(ASHP) and ground-source heat pump(GSHP),based on hourly building load of typical house in Fuzhou.Analysis results show that the energy consumption of GSHP is 15% less than that of ASHP through all year,where there is 13% less in summer and 20% less in winter.Although the seasonal energy efficiency ratio of GSHP in Fuzhou is higher than that of ASHP,it has no obvious effect on the energy efficiency as it is in the hot summer and cold winter zone.In comparison with ASHP,the GSHP is not cost-effective.     

Experimental Analysis on Characteristics of Energy Storage for Defrosting of Air Source Heat Pump with Phase Change Energy Storage

The performances of energy storage modes are experimentally analyzed in the artificial environment in order to study the effect of energy storage modes for defrosting of air source heat pump with phase change energy storage. Results indicate that suction and discharge pressures are stable at 038 MPa and 165 MPa under the series energy storage mode, and suction and discharge temperatures are 6.9℃ and 75.0℃ respectively. However, the suction and discharge pressures are as low as 012 MPa and 116 MPa in parallel and single energy storage modes individually, and the discharge temperature is up to 1225℃. In addition, in series energy storage mode, the phase change material can completely change from solid to liquid in energy storage process. The temperature difference is about 18.0℃ for indoor coil, and the input power to compressor is 825W. Therefore, the system pressures and temperatures are most stable in the series energy storage mode and the time for energy storage is short, which can meet the need of defrosting energy.     

大别山板栗片热泵干燥特性及动力学模型分析

为了研究大别山板栗片热泵干燥过程和特性,建立其干燥动力学模型,并优化干燥工艺以提高干燥后的品质,以大别山板栗为研究对象进行热泵干燥动力学研究,通过对7 种常用干燥模型线性化处理,筛选适合用来描述板栗片热泵干燥特性的数学模型,并利用试验数据与模型进行回归拟合,确定并建立最适合的数学模型。结果表明：Page 模型的预测值曲线和实测值曲线高度吻合,Page模型可用来描述板栗片热泵干燥过程中水分的变化规律。研究结果可为板栗片实际生产中的热泵干燥加工提供一定参考。     

密集烤房内温度与气流分布数值模拟研究

提高烤房内温度及气流组织分布的均匀性,不仅可有效提高烟叶烘烤质量,而且可在一定程度上缩短烘烤时间,从而降低烘烤能耗。以密集型标准烤房为模拟研究对象,建立了装烟室内空气流动的k-ε两方程三维紊流模型。利用大型计算流体力学软件Fluent,对密集烤房内温度场及速度场进行了系统地数值模拟。分析了装烟室内温度及气流分布的均匀性,并获得了密集烤房合理的送风量。相关的数值模拟结果可为密集烤房结构、气流组织分布优化及循环风机选型提供参考。     

干燥工艺对鱿鱼干燥效果和品质的影响

采用4种干燥工艺干制鱿鱼,结合鱿鱼的干燥曲线、干燥时间、最终水分含量和设备的单位能耗除湿量,评价干燥效果;同时测定鱿鱼干的挥发性盐基氮(TVB-N)含量,进行微观结构分析和感官评价,研究干燥工艺对鱿鱼干燥效果和品质的影响.结果表明:热泵干燥和真空冷冻干燥有利于抑制鱿鱼TVB-N值的增加,减少干燥过程中的肌纤维结构破坏,色泽变化较少;相比热风干燥,热泵干燥更节能,但两种低温干燥方式的干燥时间都比热风干燥时间长,样品香气不足,感官上存在不足.     

冷风干燥温度和环境相对湿度对牡蛎品质的影响

为获得高品质的牡蛎干制品,探究牡蛎冷风干燥过程中品质的变化规律,以新鲜牡蛎为原料进行冷风干燥处理,研究不同干燥温度和相对湿度条件下牡蛎干燥特性,考查不同干燥条件对牡蛎复水率、色泽、TVB-N值、TBA值及菌落总数等品质的影响。结果表明,试验水平范围内,提高干燥温度、降低相对湿度均能明显加快干燥速率。经分析验证,在干燥温度20℃,相对湿度55%条件下,牡蛎冷风干制品品质较好。