具有預(yù)制孔隙多孔介質(zhì)冷凍干燥的多相傳遞模型
本文關(guān)鍵詞: 冷凍干燥 非飽和多孔介質(zhì) 局部質(zhì)量非平衡 吸附-解吸平衡 傳熱傳質(zhì) 出處:《化工學(xué)報(bào)》2017年05期 論文類型:期刊論文
【摘要】:基于局部質(zhì)量非平衡假設(shè),建立了多相多孔介質(zhì)熱、質(zhì)耦合傳遞數(shù)學(xué)模型,理論驗(yàn)證具有預(yù)制孔隙的初始非飽和多孔物料對(duì)冷凍干燥過(guò)程的強(qiáng)化作用。模型考慮了多孔介質(zhì)的吸濕效應(yīng),構(gòu)建了3種吸附-解吸平衡關(guān)系。模型使用基于有限元法的COMSOL Multiphysics軟件平臺(tái)數(shù)值求解,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,初始非飽和冷凍物料能夠有效地強(qiáng)化冷凍干燥過(guò)程。采用不同函數(shù)形式的吸附-解吸平衡關(guān)系模擬的干燥曲線均與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常吻合。通過(guò)分析物料內(nèi)部的飽和度、溫度和質(zhì)量源分布,探討了初始非飽和物料冷凍干燥過(guò)程的傳熱傳質(zhì)機(jī)理。初始非飽和物料的干燥速率控制因素主要是傳熱。模擬考察環(huán)境輻射溫度對(duì)冷凍干燥過(guò)程影響的結(jié)果表明,所建模型具有良好的預(yù)測(cè)能力。
[Abstract]:The local quality balance based on the assumption that a multiphase porous medium heat transfer mathematical model of coupled mass, strengthening the role of the initial verification of the theory which has a pre pore unsaturated porous materials on the freeze drying process. The model considering the moisture absorption effect of porous media, and constructs 3 kinds of adsorption desorption equilibrium relationship model using COMSOL Multiphysics software. Platform of numerical solution based on finite element method, and compared with the experimental data. The results show that the initial unsaturated frozen material can effectively strengthen the freeze drying process. The drying curves of adsorption and desorption equilibrium relationship between different function forms of simulation are in very good agreement with experimental data. Through the analysis of material saturation, temperature distribution and the quality of source of heat and mass transfer mechanism of initial unsaturated material during freeze drying. The drying rate of non saturated material initial control factors It is mainly heat transfer. The results of simulating the effect of ambient radiation temperature on the freeze drying process show that the model has good prediction ability.
【作者單位】: 大連理工大學(xué)化工機(jī)械與安全學(xué)院;大連大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院;香港科技大學(xué)化學(xué)與生物分子工程系;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21676042) 遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(201602167) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(DUT14RC(3)008)~~
【分類號(hào)】:TQ028.63
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,本文編號(hào):1516693
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