智能低温远红外真空干燥机的设计与试验

针对现有干燥设备存在的干燥效率低、品质差、操作繁琐、智能化程度低,难以满足高水分物料快速干燥等问题,集成水汽捕集装置和智能化控制技术,改进设计出智能低温远红外真空干燥机。该干燥机由加热系统、真空系统、制冷系统、智能电控系统和辅助系统等组成,干燥过程中通过水汽捕集装置来快速凝结干燥过程中的大量水蒸气,通过智能化电控系统对物料质量、物料温度、加热板温度、仓内真空度、仓内湿度和单位能耗等工艺参数在一定范围内进行实时监控,实现了干燥全程自动化。该文详细阐述了智能低温远红外真空干燥机工作原理和总体结构的设计要点,确定了主要工作部件设计结构和相关参数。以高水分物料白萝卜为试验材料进行性能验证试验,结果表明:整机结构合理,性能稳定,安全可靠,与传统远红外真空干燥机相比,干燥时间缩短了22.14%,处理量增加了31.58%,干燥能力提高了31.52%,平均脱水速率达到21.7%/h,提高了28.4个百分点,单位能耗降低了13.33%,干燥均匀系数达0.97。干制品细胞破损率、变形率、收缩率等明显(P0.05)下降,色、香、味、形、口感等得到提升,感官品质得到保证。该研究解决了现有干燥设备存在的干燥效率低、品质差、智能化程度低以及难以满足高水分物料快速干燥等问题,为智能化远红外真空干燥技术应用于高水分物料快速干燥提供了技术依据。     

5HC-1型牧草保质干燥机的设计与试验

结合紫花苜蓿常压热风干燥试验研究,采用自行设计的钢丝带水平输送式结构,与混流、余热回收加热、气流翻铺等先进的干燥工艺对苜蓿及其他牧草进行加工处理。在多次试验的基础上,对5HC-1型牧草保质干燥机的工艺流程、主要结构及技术性能参数进行分析研究,研制出了适用于农场、牧场及畜牧小区的牧草干燥机型。性能测试与生产实践证明,经该机烘后的牧草品质好,生产效率高,成本低,通用性好,能够促进集约化畜牧业的快速发展。     

大型5HFS-10负压自控粮食干燥机的设计与试验

为了降低一次能源的消耗和提高玉米等粮食干燥产能,结合寒区高水分玉米干燥特性,以负压干燥原理为基础,设计了一种负压自控粮食干燥机.该机采用负压多级顺流缓苏结合的干燥方式,将并联式扩张口型风机和变径角状管相结合,协调冷风配额调控机构,应用多传感器实时采集在线工作参数,配合自适应调控系统,实现大宗粮食的智能保质干燥生产.该文详细进行了干燥参数和技术经济指标的计算,可为负压干燥机的设计和综合评价提供.生产试验表明,该机工作性能优良,节能显著,烘干品质好,单位质量成本低,自动化程度高.有效控制干燥机出粮水分偏差小于等于±0.5％w.b,与传统正压送风式干燥机相比,节省能耗20％以上,降低生产成本12％以上.该干燥机各项作业性能指标完全符合农场集约化和规模化干燥作业要求,可为开发节能粮食智能化干燥机型提供参考.     

5H-1.5A型花生换向通风干燥机研制

为了解自行研发的5H-1.5A型花生换向通风干燥机作业性能,该文介绍了研发设备总体结构、工作原理及烘干箱体、导风组件、换向通风机构、余热回收装置等关键部件,并开展了整机作业性能试验研究,对比了空载工况下有无导风组件时,介质空气穿过承料板后的风场分布特性,测得有导风组件时承料板上方10 cm处风速均在0.68～0.73 m/s范围内,水平方向介质空气通风均匀性显著提高。测试了双入风口并行通风干燥10 h和单入风口换向通风干燥38 h过程中床层物料温度变化及干燥终止含水率分布情况:0～10 h,底层物料温度快速升高,上层物料温度上升缓慢,物料层温差先快速增大后逐渐缩小;10 h后,上、中、下物料层温度呈类波浪式升落,波动幅度逐渐减小,物料层温度逐渐逼近设定干燥温度;干燥终止时,左、右2个干燥半区最大含水率差值分别为1.42%、1.74%,为左、右干燥区含水率总降幅的4.1%、5.1%,干燥均匀性良好。测试并评估了余热回收装置对整机加热贡献率、热效率、能耗成本等的影响:余热回收装置在换向通风阶段对干燥系统的加热贡献率约为61%,系统热效率提高至80%以上,批次干燥能耗成本降低48.7%。与传统固定床干燥设备相比,可节省能耗成本约64.7%,干燥不均匀度降低约82.6%。研究结果可为设备的改进熟化及推广应用提供技术支撑。     

粮食水分结合能与热风干燥动力解析法

为揭示粮食中水分蒸发耗能特征,基于不可逆热力学分析方法,把水分迁移的现象看作是一定数量的能量迁移,建立水分结合能解析模型,给出了水分结合能随温度、含水率变化规律,清晰地呈现了粮食在高水分段水分蒸发受物料的限制作用很小,而在低水分段水分结合能随温度升高显著降低的特征,研究结果为解析粮食二段降速干燥过程、合理匹配干燥温度提供了依据和分析方法,为揭示干燥质驱动机理,制订科学的能效评价标准,合理的干燥装备系统设计补充了技术基础理论。     

5HCCX-1.6型多单元带式干燥机干燥过程的计算机模拟

多单元带式干燥机干燥过程的计算机模拟研究,有利于优化其干燥工艺参数,提高干燥效率,减少能耗,保证物料的干燥品质。该文利用面向对象的高级程序语言Visual C++建立了玉米多单元带式干燥的深床干燥数学模拟程序,并编制人机交互界面,预测干燥设备内的物料和干燥介质状态参数。同时用Matlab软件对数据进行处理,分析了热风温度、相对湿度以及风速等干燥工艺参数对干燥过程的影响,结果表明热风温度对干燥速率影响最大,其次是风速,热风相对湿度影响最小。为验证模型的准确性,选用5HCCX-1.6型多单元带式干燥设备进行试验研究,结果表明该模拟程序能较好的预测该类干燥设备的干燥过程,并对实际生产有一定的指导作用。     

2BFM-5型山地免耕播种机的设计与试验

针对黄土高原丘陵水蚀区残茬覆盖免耕播种及抗旱播种的作业要求,研制了以8.8～11.0?kW手持拖拉机为动力源的2BFM-5型山地免耕播种机。该播种机采用长翼尖角组合式种肥分施开沟器、复合铰链前位双轮仿形机构和螺旋齿槽轮排种器。田间试验表明：该播种机排种均匀性变异系数为35.4%,播深合格率为81.8%,平均种肥间距为44.0?mm,化肥集中在90～100?mm土层范围内,地表可形成宽66～85?mm、深40～52?mm的小垄沟,各项技术性能满足农业种植要求。该播种机适应中国黄土高原丘陵水蚀区缓坡地（＜15°）和水平梯田的免耕播种,满足雨养农业区播种技术的“深种浅覆、镇压提墒、集雨抗旱”等要求。     

电加热式干燥机热量回收温差发电装置设计与性能分析

干燥是很多行业生产流程中的必要环节。目前,干燥机加热箱、风道的主要材料为钢板,工作时热量散失多。传统方法是在钢板内层或外层铺设保温材料,这种方法存在只能延缓热量散失,无法回收热量的问题。针对该问题,该研究提出了通过温差电池（Thermoelectric Generator,TEG）回收干燥机热量的节能模式,设计研发了安装在干燥机上回收热量的温差发电系统。使用Fluent软件对安装TEG前后的干燥机进行温度场仿真,并结合实测结果评估安装TEG对干燥机运行的影响。进一步搭建干燥机温差发电试验平台,测试发电系统的参数特性,试验结果表明安装TEG对干燥机功效影响不明显。当加热功率3.0 kW,风速12 m/s时,对应的最优水流量为22.3 L/min,此时水泵消耗功率约6.4 W,系统输出功率31.8 W,净输出功率最高达到25.40 W,热电转换效率为3.90%,该研究为干燥节能技术提供了新思路。     

水稻负压混流干燥室结构优化设计与试验

针对水稻竖箱式干燥过程中气流分布不均匀、干燥效率与干后品质同步性差等问题,基于不可逆热力学理论和负压原理,建立了水稻竖箱式干燥室的负压干燥特性解析模型。并结合混流干燥工艺,设计了一种变径开孔式角状管用于改善竖箱式干燥室角状管内风量分配关系,用于进一步提高水稻干燥均匀性。基于Fluent软件分别在空载和满载状态下,对干燥室内的流场进行数值模拟和试验验证。研究表明：采用变径开孔式角状管,可有效解决管内风速高、流动大等问题,干燥室风场不均匀性得到良好地改善,可为水稻均匀干燥提供设备保障。该研究采用自主研制的5HSN-1型负压循环干燥试验机,应用四因素五水平二次正交旋转试验方法进行了参数优化试验,建立了以热风温度、表现风速、排粮辊转速、初始含水率为试验因素,干燥速率和爆腰增值率为试验指标的回归模型,并通过优化分析,得出优化工作参数组合：表现风速为0.75 m/s,热风温度为40 ℃,排粮辊转速为3.2 r/min,初始含水率为16.9 %时,干燥速率为1.407 %/h,爆腰增值率为0.574%,试验验证值与优化值的相对误差为6.2%～7.4%,拟合良好,结果表明该模型有效,干燥效率高,干燥后综合品质优良,优化工艺参数具有实际应用价值。     

胡萝卜带式穿流干燥的均匀设计试验研究

用胡萝卜对带式穿流干燥机的主要参数：风温、层厚、穿流风速、输送带线速度进行试验研究。使用了试验设计方法中新的方法—均匀设计,其特点是试验次数少,回归方程可靠度高,预测准确度高。确定热风温度75℃、物料层厚83 mm、风速1.0 m/s和线速500 mm/min可作为胡萝卜的带式穿流干燥机最佳参数组合。     

谷物干燥机干燥性能的条件修正系数的探讨

依据当前粮食干燥的相关理论,结合多年工作经验及科学研究,对ISO 11520《农业谷物干燥机 干燥性能的测定》国际标准给出的条件修正系数公式以及用于计算修正系数的“模型数据表”的误差和实用性提出探讨,对该标准的具体应用和未来修订提出意见。     

混联式太阳能果蔬烘干机的研制

为了解决新疆地区传统果蔬干制工艺存在的问题,提高农产品加工质量,根据该地区的气候特点及农产品特点,确定了混联式太阳能果蔬烘干机的总体结构方案,完成了集热、控制和烘干等主要系统设计计算、参数设定,成功进行了葡萄烘干试验,通过葡萄烘干试验表明,比传统干燥方式缩短时间66.7%,绿级品率由低于35%提高到79.19%,该设备可提高新疆农产品的干制效率,促进该地区农业的发展。     

循环式谷物干燥机干燥过程的模拟计算和分析

论述了利用薄层干燥方程理论建立的可模拟循环式谷物干燥机的干燥模型。用此模型可以计算出干燥水稻所需的干燥时间、能耗、缓苏程度系数,以及干燥过程中谷物水分变化和排气温、湿度的变化。经实际验证,所建模型模拟计算结果与试验结果基本相符,可用于分析此类干燥机的工作情况,为研发和改进此类干燥设备提供了有效技术手段。通过模型计算,选择适当的风温和风量,可较好地兼顾干燥时间和能量消耗的需求;模型计算表明干燥初期使用较低的风温,以后逐步升温的变温干燥可节约能量,提高稻谷品质;适当增大干燥段的容量可较大幅度降低干燥时间和能耗。     

小型全天候太阳能干燥机的设计及应用

为了解决凉果传统自然日晒干燥中存在的干燥过程耗时长,占地面积大、受天气控制和环境条件影响等问题,根据凉果的特性和干燥要求,设计研制了小型全天候太阳能干燥机。设备由集热器、干燥室和鼓风机等主要部分组成,具有集热、贮能和辅助加热等功能,可实现强制对流干燥、自然对流干燥和温室干燥等干燥模式。以干湿梅作为样品进行了干燥机的干燥性能试验,对干燥机集热器和干燥室的工作效率进行了计算、对干燥过程中的物料及能量进行了衡算,测定计算的设备干燥总效率为63.40%,达到较高水平。对于干湿梅的干制试验结果显示,设备的强制对流干燥模式的干燥速率平均达9.99 g/(100 g/h-1),较自然日晒干燥的提高了201.2%,干燥时间为12 h,较自然日晒干燥的缩短了76%,干制产品的糖、酸损失也较自然日晒干燥的略小。     

采用5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备干燥几种牧草种子的效果试验

简要介绍了5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备的结构及工作原理。牧草种子品种繁多、结构复杂、生物活力脆弱,严重制约了牧草种子干燥设备的研究和应用,为了探讨5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备的作业性能以及该设备对不同种类牧草种子干燥的适应性,依据国际种子检验规程和种子干燥机试验鉴定方法,进行了苜蓿种子、羊草种子和披碱草种子干燥的试验研究。结果表明,不同初始含水率的3种不同牧草种子均能一次干燥到安全含水率(均＜12％);经过干燥加工,牧草种子质量等级可显著提高,如披碱草种子发芽率指标从不到3级标准(＜80％),提高到1级(＞85％);加工前苜蓿发芽率指标2级(≥85％),加工后达到1级(≥90％),表明该套设备能适应多品种、不同形态牧草种子的干燥。