脉动流态化技术研究现状及其在农产物料干燥中的应用

本文就国内外对脉动流化床的空气动力学特性、压力降和干燥动力学特性等研究现状进行了综述和分析，并对气流脉动流化干燥在农产物料干燥中的应用和进一步的研究方向进行了分析和展望。     

新型脉动流化干燥机设计与试验

研制了一种新型脉动流化干燥机，解决了气流旋转阀分配器的设计、脉动气流在干燥机床面上的分布和流动方向、瞬时脉动气流速度的周期变化与床层物料状态的配合、物料在床面上的运动和连续输送等问题。与气流干燥机和振动流化床干燥机相比，该种干燥机不仅具有结构简单、重量轻、整机无振动件、床层压降小、干燥均匀等优点，而且节能优势明显。     

过热蒸汽流化床干燥流动特性实验

在对过热蒸汽流化床干燥过程中干燥室内过热蒸汽和颗粒物料之间流动特性的理论分析基础上,以油菜籽颗粒为实验物料,在小型实验装置上进行了过热蒸汽和热空气的流态化对比实验.实验结果分析表明,相同条件下过热蒸汽流化床干燥的操作速度比传统热空气流化床干燥的操作速度更大,在给定的实验工况条件下,油菜籽过热蒸汽流化床干燥的临界流化速度为1.26 m/s.     

脉动气流辅助流化下双组分颗粒的混合特性研究

脉动流化对气固接触和热质传递有一定的优势。分别以相同密度不同粒径以及不同密度相同粒径两类颗粒体系为研究对象,以Ashton混合指数和沉积组分分布为评定依据,实验研究了不同脉宽比下脉动气流辅助流化对颗粒混合程度的影响,并与普通流化床进行了比较。结果表明:在平均气速较低的情况下,添加辅助脉动气流有助于促进颗粒混合,同时得出颗粒密度差别对双组分颗粒混合的影响大于颗粒直径差别对其的影响。     

脉动燃烧尾气干燥过程质量传递特性

在Helmholtz型脉动燃烧器尾管中进行了耐火土颗粒的干燥实验,通过干燥法中的简化法确定了不同频率下物料内部的水分扩散系数。应用费克第二定律,结合适当的初始条件和边界条件,并根据实验确定不同频率下脉动气流与耐火土颗粒间的对流传质系数,探讨脉动频率对脉动燃烧干燥过程中气流与物料间的对流传质系数的影响,建立了修伍德数与脉动频率间的关联式。结果表明,在干燥过程中气流的脉动可强化物料内部水分扩散,脉动气流传质的修伍德数远高于相同雷诺数下稳定紊流中的数值。     

微波-热风振动流化床干燥机设计与试验

针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30 mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54 min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34. 1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12. 9%且产品均匀性显著提高。     

振动输送在脉动流化干燥中的应用

针对现有脉动流化干燥机存在的气流分布不均而产生气流“死区”导致物料堆积等问题,采用了内置式气流分配器,从结构形式及安装位置两方面对气流分配器进行了重大改进,将振动输送技术应用于脉动流化干燥中,形成一种新型、脉动输送与振动输送合二为一的组合式输送技术方案。初步试验结果表明,这种改进设计方案是可行的。     

脉动气流发生器的机构设计与分析

分析了脉动流化床干燥试验台中的关键部件——脉动气流发生器的工作原理及设计要求。对产生脉动气流的两类机构进行了运动分析,确定了脉动流化床干燥试验台中应采用的机构。通过试验验证了设计结果的可行性。     

脉动燃烧干燥换热特性分析与实

利用Helmholtz型脉动燃烧器,进行了脉动气流与黄铜球间的对流换热实验,应用集总热容法确定了不同频率脉动气流与黄铜间的对流换热系数,探究了脉动频率对脉动燃烧干燥过程中气流与物料间对流换热系数的影响,建立了努塞尔数与脉动频率间的关联式,并对耐火土颗粒在脉动燃烧气流中的干燥过程进行了预测,实验结果与预测值吻合较好.     

脉动流化干燥机的改进设计与试验

针对原有脉动流化干燥机存在的气流分配不够均匀、脉动效果不够理想等问题,进行了改进设计。改进后,设备采用内置式分配器,改善了脉动效果;采用半径依次增大的导流装置,改善了气流分配的均匀性;增设了导料装置,从根本上解决了物料的“反流”问题。同时,通过对玉米和酒糟进行干燥试验,验证了方案的可行性。     

牧草固定深层太阳能干燥的试验

在由太阳能集热器、干燥塔、鼓风机和测试系统组成的试验台上进行了实时天气状态下的紫花苜蓿太阳能深层干燥试验。试验中将牧草分3层,每层高度1．2m,以便获得不同干燥介质状态,研究了介质状态与牧草温度、含水率的关系。结果表明,太阳能实时干燥过程中干燥介质状态受天气因素影响,而牧草温度及含水率变化与介质温度、相对湿度及牧草所处的位置有关。沿气流方向离介质入口近处温度高,在同一截面处,距干燥塔墙体近处温度高,中线附近温度低。深层干燥过程中不同部位牧草干燥速率不同,草堆边缘干燥速度快,草堆深处干燥速度缓慢;在相同空气流量情况下．介质温度高、相对湿度低时．牧草与介质温差大．有利于干燥。     

稻谷固定床深层干燥的计算机模拟

针对稻谷固定床深层间歇干燥过程中的加热和缓苏两个阶段建立了数学模型，用C语言编制了相应的运算程序。用该模型计算了不同干燥介质温度和湿度、不同粮食初始含水率和温度条件下，不同层厚处稻谷的含水率和温度，计算结果与试验结果基本相符。     

冬枣片气体射流冲击干燥特性与模型分析

研究了冬枣片在各种干燥温度、风速和转速条件下的气体射流冲击干燥特性,并进行了方差分析,建立了冬枣片气体射流冲击干燥的数学模型,且对实验数据进行了拟合与验证。实验结果表明:冬枣片的整个干燥过程属于降速干燥。采用Modified Page等5种薄层经典干燥模型对干燥过程进行拟合,通过决定系数R2、均方误差根(RMSE)和误差平方和(SSE)等拟合优度评价指标对几种经典干燥模型的拟合进行评价,结果表明:冬枣片气体射流冲击干燥过程与Modified Page经典干燥模型较为吻合。     

喷动床技术研究进展

阐述了国内外近年来喷动床技术研究的进展,分别对喷动床床体结构改进、数学模型及应用等方面的研究现状进行了总结。简述了目前研究中存在的主要困难与问题,提出了喷动床研究未来发展的思路。     

振动流化床茶叶干燥机设计

振动流化床广泛用于制糖、塑料、乳品、医药、化肥、化工、盐业和冶金等工业部门,在干燥方面,其具有流态化均匀、干燥效果好和节能等特点,但在茶叶干燥中运用较少。针对这种情况,测定了碎茶的基本物理与机械特性,设计出一款用于茶叶干燥的振动流化床干燥机,对电机的选择及其安装角度、弹簧等部件进行了设计,对所需风量及热量进行了计算。运用Solidworks画出三维图,用CAD画出二维图,最后用ANSYS对布风板进行模态分析,求解得到干燥机的前10阶固有频率和模态振型。结果表明,干燥机的工作频率能够避开固有频率,有效避免共振的同时能起到很好的隔振效果,样机符合生产要求。      

联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台的设计

利用联合收割机内燃机的排气余热产生的热风联合远红外在机干燥能够有效实现谷物的干燥节能,并防止稻谷发生霉变。为了验证该在机干燥方案的可行性并优化在机干燥工艺,以联合收割机的谷物提升搅龙和收粮箱为基础,搭建了联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台。该试验台能够实现收割速度、干燥风温和风速以及2个远红外加热器功率的多因素组合试验,模拟了在联合收割机中直接进行谷物干燥的作业环境。该试验台的搭建为优化在机干燥设备和干燥工艺等方面研究提供有利的平台。