本文關(guān)鍵詞：微波噴動床干燥均勻性研究

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【摘要】：微波干燥,因其對干燥過程強(qiáng)烈地加強(qiáng)作用,在被學(xué)者們發(fā)現(xiàn)之后便迅速成為研究的焦點(diǎn)。微波干燥具有體積加熱、選擇性加熱等特點(diǎn),微波加熱能夠極大地縮短干燥所需要的時(shí)間,同時(shí)能夠有效地保護(hù)物料內(nèi)的營養(yǎng)成分,保證干制品的品質(zhì)。但是由于微波是一種電磁波,其在微波腔內(nèi)的分布受到微波腔尺寸結(jié)構(gòu)及物料自身特性(如介電特性、物料內(nèi)濕含量分布等)的影響。因微波場分布的不均勻及物料對微波能吸收的不均勻從而產(chǎn)生了微波加熱不均勻的現(xiàn)象,最終制約了微波干燥行業(yè)的發(fā)展。本論文中,通過使用將微波干燥和噴動床干燥結(jié)合的干燥方式達(dá)到改善微波加熱不均勻性的目的。噴動床內(nèi)的電磁場分布情況采用多物理場耦合商業(yè)軟件COMSOL Multiphysics來模擬。另外根據(jù)微波源激勵方式(TE10模)與微波加熱的需要,本課題采用了矩形結(jié)構(gòu)的噴動床,噴動床尺寸設(shè)計(jì)沿用傳統(tǒng)圓錐形噴動床設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式。研究發(fā)現(xiàn)噴動床內(nèi)的電場分布情況主要與噴動床邊長、邊長和波導(dǎo)位置之間的交互作用有關(guān),而單純地改變波導(dǎo)位置對電場分布的變化情況影響很小,最終確定的噴動床結(jié)構(gòu)為長×寬×高:300mm×300mm×800mm,波導(dǎo)位于噴動床方形腔與椎體交界面以上300mm處,根據(jù)該結(jié)構(gòu)尺寸,制作一個(gè)實(shí)體的噴動床并在其中進(jìn)行顆粒的動力學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過研究顆粒的混合情況表明顆粒擁有優(yōu)越的混合特性和隨機(jī)運(yùn)動性,有助于改善微波加熱的不均勻性。最后本研究進(jìn)行了小麥的微波噴動床干燥實(shí)驗(yàn),與噴動床干燥相比,微波的加入極大地加強(qiáng)了干燥過程,當(dāng)輸入微波的功率強(qiáng)度為0.6W/g時(shí),干燥時(shí)間縮短了 50%以上。另外,通過對比靜態(tài)微波干燥與微波噴動床聯(lián)合干燥的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明噴動床內(nèi)顆粒強(qiáng)烈的混合作用與熱空氣良好的熱量傳導(dǎo)作用,消除了微波干燥過程中物料層中溫度與濕含量分布不均勻的缺陷,極大地提高了微波干燥的均勻性。
【關(guān)鍵詞】：模擬 均勻性 微波干燥 噴動床 顆粒流
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN015;TQ051.892
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 1 前言8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 微波干燥8-11
• 1.2.2 噴動床干燥11-13
• 1.3 研究課題的提出13
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容13-15
• 2 微波噴動床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電磁場均勻性研究15-42
• 2.1 電磁場理論基礎(chǔ)15-24
• 2.1.1 微波及其特點(diǎn)15-16
• 2.1.2 麥克斯韋電磁方程16-19
• 2.1.3 波導(dǎo)與諧振腔19-24
• 2.2 噴動床24-28
• 2.2.1 噴動條件25-26
• 2.2.2 噴動床與流化床26
• 2.2.3 噴動床空氣動力學(xué)特性26-28
• 2.2.4 噴動床設(shè)計(jì)28
• 2.3 微波噴動床內(nèi)電磁場均勻性分析28-41
• 2.3.1 數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.3.2 評價(jià)指標(biāo)31
• 2.3.3 材料和方法31-32
• 2.3.4 結(jié)果與討論32-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 3 微波噴動床干燥實(shí)驗(yàn)42-57
• 3.1 微波加熱原理42-44
• 3.1.1 離子傳導(dǎo)42
• 3.1.2 偶極子轉(zhuǎn)動42-43
• 3.1.3 介電干燥的特點(diǎn)43-44
• 3.2 微波噴動床干燥實(shí)驗(yàn)研究44-55
• 3.2.1 材料與方法44-48
• 3.2.2 結(jié)果與討論48-55
• 3.3 本章小結(jié)55-57
• 4 結(jié)論57-58
• 5 展望58-59
• 6 參考文獻(xiàn)59-65
• 7 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況65-66
• 8 致謝66

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6 王U，

本文編號：566721