红外联合热风干燥装置设计与性能验证

为探究辐射与对流在联合干燥过程中的匹配机理,了解红外与热风之间的影响机制,需要搭建精准调控介质温湿度、风速和辐射温度的红外联合热风干燥试验平台。选择碳晶涂层式加热板、超声波加湿器、离心风机、四线式轴流风机等硬件进行设计、组装样机,并选取白萝卜片和猕猴桃片作为两种质地均匀和不均匀的代表物料验证该机均匀性效果。该装置由控制系统、加热腔室、料盘料架、气流分配室、加湿装置等组成。控制系统以触摸屏为主机,与各从机进行串口通讯,实现人机交互、逻辑运算、数据存储等功能。技术参数具体为热风风速调节范围0～3m/s,辐射温度及热风温度调节范围为常温至120℃,相对湿度调节范围为30%～60%,误差均在3%以内。气流分配室仿真结果表明采用稳压腔和高、低转速轴流风机结合的方式有效改善沿管道轴线方向风速高、周围低的问题。优化后均匀性验证试验结果表明速度偏差比最大可达5.9%,速度不均匀系数为4.6%。验证试验结果表明,红外联合热风干燥不同区域物料的干燥特性曲线和中心温度上升曲线基本接近,满足干燥装备均匀性良好的要求。     

热风红外联合干燥装置均风板的设计与试验

为提高苜蓿干燥过程中的均匀性和热利用效率，设计了一台热风红外联合干燥装置，并进行了干燥腔内均风板结构的优化设计，分析了在侧向进风条件下的不同结构参数对流场均匀性的影响。采用数值分析与试验相结合的方法，通过单因素和正交试验对均风板进行结构参数优化，以均风板级数、孔径、孔径比、开孔率和均风板间距为试验因素，以气流速度的变异系数为评价指标，确定了最佳的结构参数并进行试验验证。仿真结果表明：在结构参数为一级均风板孔径12mm、孔径比0.75、二级均风板开孔率12.57%、两级均风板间距20mm时，整体流场的变异系数最低为6.15%。验证试验结果显示：平均速度的相对偏差为4.92%,流场的变异系数的相对偏差小于2%,空气流速的相对偏差低于12%,气流均化效果明显。研究结果可为苜蓿干燥装置均风板的优化设计提供理论参考。     

基于温湿度控制的红外热风联合干燥机设计与试验

为提高热风干燥热效率和干燥均匀性，设计了一款基于温湿度控制的红外热风联合干燥机，分析了气流分配室作为干燥机的关键部件对腔室内部流场分布的影响规律。结构仿真中，以气流控制方程和标准k-ε湍流模型为理论模型，利用CFD软件对气流分配室内腔进行数值模拟分析，得到气流在气流分配室内腔的流动特征，对原物理模型的腔体厚度H进行结构优化，进行了试验验证。结果表明，加入均风板可以显著提高气流分配室内气流速度偏差比和速度不均匀系数；优化后腔体厚度H=100mm的气流分配室能够很好解决出风口气流分布不均的现象，出风口速度偏差比和速度不均匀系数分别由44.9%和30.2%降低至7.2%、7.0%。验证试验结果表明，平均速度相对误差为4.21%，速度不均匀系数相对误差为1.4%，速度偏差比的最大误差为1.48%，说明结构设计合理，均化气流的效果明显。以鲜面条为研究对象，对该机性能进行试验，得到此红外热风联合干燥时间（50min），比单一热风干燥的时间缩短了16.7%。     

多层盘式秧盘热风辅助微波干燥机优化设计与性能试验

针对现有水稻秸秆营养穴盘（简称秧盘）热风辅助微波干燥机静态干燥时存在气流场和电磁场分布不均匀、干燥效率低和干燥品质差等问题，设计了多层盘式热风辅助微波干燥机，并主要对干燥机的微波谐振腔和气流均布室进行了优化设计。利用ANSYS Electronics软件对微波谐振腔馈口不同排列方式进行仿真，根据电磁场强度均匀性及S参数的影响，确定馈口的排列方式及高度；利用ANSYS Fluent软件对气流均布室的导流腔高度、气流均布腔高度及导流体底边直径进行优化；以秧盘为试验材料对该机性能和加热均匀性进行试验验证。结果表明，优化后气流均布室出口处气体流速的均匀性指数与优化前相比提高21.26%；微波谐振腔三馈口V-L-L排列方式下电磁场强度均匀性最好且S参数最小；馈口高度为160mm时反射功率最低，比馈口高度为70mm时降低78.13%；相较于热风干燥和微波干燥，秧盘在热风辅助微波干燥方式下干燥速率分别提高291.31%和86.48%，且干燥均匀性更好。该研究可为热风辅助微波干燥机的结构优化提供参考。     

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。     

热风干燥装置设计与试验

根据果品干燥特性和热风干燥原理及特点,在分析热风干燥工艺基础上,完成了燃煤热风炉、挡风板和控制系统等主要工作部件及整机的热风干燥装置结构设计,并进行了试验。试验结果表明:将挡风板垂直安装,宽度分别为5、7、10、12cm,距隔板距离分别为0.9、1.9、3.8、5.7m时,干燥室内的风速比较均匀,此时在A面测得各风道处风速在1.5~1.53m/s的范围内变化。同时,以杏子为研究对象进行干燥试验,将杏子湿基含水率降到15%以下需要64 h,干燥室内干燥不均匀度小于3%,符合结构设计要求。     

基于模糊PID的油菜籽真空干燥在线控制系统设计

针对油菜籽干燥过程中PID控制的不足,设计了基于模糊PID的油菜籽真空干燥控制系统.该系统综合了模糊控制和传统PID控制的优点,当系统参数发生变化时,利用模糊控制理论对传统PID参数进行在线修改,使系统在较小超调的情况下获得较短的调节时间和良好的平稳性,试验结果表明:该控制系统具有稳定性好、控制精度高的特点,提高了油菜籽的干燥质量.     

基于PID调节的可连续改变加热速率的加热板控制系统研制

针对现有加热板控制系统存在的不能连续改变加热速率、温度上冲量大和人机交互感差等问题,研发一套基于PID调节的可连续改变加热速率的加热板控制系统.该系统基于PID调节控制加热板以恒定的速率或连续改变的速率加热,实时监控保温温度和保温时间,调整温度上冲量,以及保存数据.控制系统中上位机软件以Visual Basic 6.0...     

旋转托盘式微波真空干燥机设计与试验

针对传统微波干燥装置存在的物料受热不均、热点难以控制及干燥品质劣变严重等问题,设计了一种旋转托盘式微波真空干燥机。该机由干燥箱、控制系统、真空系统、传动系统、制冷循环系统和微波加热系统等组成。干燥过程中,在驱动装置的作用下物料随旋转托架绕主轴匀速转动,使物料受热均匀;真空系统在抽真空的过程中能及时将物料蒸发出的水分抽离;采用制冷循环系统,可保证真空泵精准维持干燥腔室内所需真空度;控制系统通过控制真空微调阀可使干燥室内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化。以番木瓜为试验原料进行了干燥机性能试验,结果表明,旋转托盘式微波真空干燥机性能较好,与传统微波干燥方式相比,满装载量提高了80%,干燥时间缩短了43. 8%,单位能耗降低了29. 8%,且脱水量均匀度达到97%,内外色泽一致,具有良好的干燥均匀性。所设计的干燥机可确保物料受热均匀,提高了干燥效率和物料干燥品质。     

太阳能干燥装置设计及热研2号柱花草低温干燥试验

利用太阳能空气集热器、干燥仓、传感系统、控制系统、鼓风机等自行设计了太阳能干燥平台,在此平台上进行热研2号柱花草低温干燥试验,研究实时太阳辐射下的集热器接收辐射强度、干燥仓进出口温度、相对湿度、温度差、湿度差等对柱花草干燥的影响。试验结果表明:牧草干燥大致分为3个阶段,牧草含水率在3个阶段的干燥速率约为0.243、0.140 5、0.039 2%/min,牧草干燥效率较自然日晒显著提高。通过干燥参数和牧草质量变化的散点图,建立多元线性线性回归方程,相关系数为0.986 5,与试验结果符合良好,有助于进一步对干燥工艺进行优化。     

铁棍山药热泵与热风干燥工艺优化

本文采用热泵和热风干燥技术对温县铁棍山药进行干燥实验,研究热烫前处理、切片厚度和干燥温度对品质的影响,得出热泵和热风干燥最佳工艺参数分别为:切片厚度6 mm,无需热烫护色处理,干燥温度60℃,热泵干燥3 h或热风干燥5 h即可分别得到品质较好产品。经对比热泵与热风干燥速度及产品品质发现,热泵干燥技术更适合于铁棍山药干燥加工。     

胡萝卜片微波-热风滚动床干燥物料特性研究

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波-热风滚动床干燥(Microwave-hot-airflow rolling drying,MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance analysis and imaging,NMR/MRI)研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段水分状态和水分分布,试验还测得在对应干燥阶段胡萝卜片介电常数ε'和介电损耗因子ε″的变化规律。通过分析物料的脱水过程和干燥品质发现,MARD过程干燥速度逐渐降低,物料温度分布均匀,随着干燥进行温度稳定在设定范围; NMR波谱下的水分信号量逐渐降低且主峰向左移,水分的活跃程度降低; MRI信号显示,MARD干燥过程中水分分布均匀;随着MARD进行,物料介电常数ε'和介电损耗因子ε″显著降低,边缘部位介电损耗比心部低,随着干燥的进行,这种差别逐渐减小,说明由介电特性差异导致的微波干燥不均的影响在MARD过程中减弱。     

太阳能干燥技术在农村粮食干燥中的应用

传统的晒粮方式受天气影响极大,如得不到及时干燥,高水分粮食极易造成霉变、发芽,我国每年粮食损失率高达5%-10%.介绍太阳能干燥技术的优点及原理,分析温室型、集热器型、集热器-温室型、整体式太阳能干燥器的优缺点,并推荐一种适于农户自用的太阳能干燥器.这种太阳能干燥器集热面倾角a=41.12,集热面积约10m2,可烘干粮食350-700 kg/次.     

生物质成型燃料热风炉干燥玉米的试验

采用自行设计的生物质成型燃料热风干燥系统进行了玉米薄层干燥试验,试验证明该热风干燥系统能满足玉米的干燥要求,在相同初含水率和供能情况下,影响干燥速度和干燥质量最显著的因素是风温,其次是风速;玉米种子干燥温度不宜大于60℃,否则由应力造成的玉米种子爆裂现象将超出种子质量要求的范围。     

紫花苜蓿太阳能干燥系统干燥箱的结构设计

紫花苜蓿是世界范围内种植量最广的牧草之一,低温干燥是常用的贮存方法,可有效保存苜蓿当中的营养成分。太阳能干燥箱可以为苜蓿提供干燥环境,保证干燥温度。为此,设计了一种立式箱式结构干燥箱,并对其工作原理、制作方式、内外部的结构形式及保温材料进行了相应的研究。     

超声波联合热风干燥香菇片试验研究

根据超声波强化传热传质的优点,并结合弯曲振动圆盘的声阻抗特性,设计了一种超声波联合热风干燥的设备,该设备实现了大功率超声与空气介质的有效耦合。通过对香菇片的干燥试验表明,在传统热风干燥中附加频率为20kHz、功率为150W、辐照圆盘直径为21cm的超声波时,可使香菇片的干燥时间缩短至未加超声波前的50%,蒸发每千克水减少能耗约22％。超声波强化热风干燥的机理可能主要归因于超声的机械作用效应,有效强化了由水分内扩散控制的干燥过程。     

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     

谷物烘干机干燥温度和速度的控制

对谷物烘干机的热风温度、粮层温度进行监控，控制系统采用变频调速器，实现对干燥机的干燥温度及干燥速度的控制。     

水稻秧盘干燥装置中干燥介质供给系统的研究

水稻秧盘干燥是秧盘生产过程一个重要环节,采取何种干燥方式对于秧盘的干燥质量具有非常大的影响。对比试验表明,蒸汽干燥具有干燥质量好、干燥均匀和保护生态环境等优点,因此水稻秧盘干燥装置采取蒸汽干燥的方式。为此,论述了蒸汽干燥装置加热能源的选择、蒸汽锅炉的计算选择和进气管道的计算选择,为水稻秧盘干燥装置的设计提供了理论依据,为黑龙江乃至全国水稻机械化生产做出了重要贡献。     

接触式超声强化热泵干燥苹果片的干燥特性

为研究接触式超声对热泵干燥的强化效应,在热泵干燥机内安装了一套超声波装置,并以苹果片为研究对象,进行接触式超声强化热泵干燥试验,研究超声波功率、干燥温度以及切片厚度对苹果片干燥特性的影响。结果表明:将物料放在超声辐射盘上进行热泵干燥强化,有利于加快物料内部传质过程;随着超声功率和温度的增加以及厚度的减小,物料所需干燥时间逐渐缩短,平均干燥速率逐渐增大;超声对干燥速率的影响随着物料含水率的降低而减弱;在温度较低及物料较薄时,接触式超声的强化效果较好,但其对干燥速率的影响随着温度升高及物料变厚而有所下降;有效水分扩散系数的数值范围为1.333×10-10~1.651×10-9m2/s,且随着超声功率及温度的升高而增大;经过接触式超声处理的苹果片,其组织结构中的孔洞明显增多与扩张,在60 W超声功率作用下还形成了较多微细孔洞,从而有利于物料内部水分迁徙与扩散。将接触式超声技术用于热泵干燥过程的强化,可有效提高热泵干燥速率,缩短物料干燥时间。