水分?jǐn)U散系數(shù)的估算及其可靠性分析
本文關(guān)鍵詞:甘藍(lán)型油菜籽熱風(fēng)干燥特性及其數(shù)學(xué)模型,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《昆明理工大學(xué)》 2014年
水分?jǐn)U散系數(shù)的估算及其可靠性分析
蔣超
【摘要】:水分?jǐn)U散系數(shù)是計算、模擬物料在干燥和加工過程中的一個重要傳質(zhì)特性參數(shù),準(zhǔn)確估算水分?jǐn)U散系數(shù)對于提高干燥效率,優(yōu)化干燥工藝參數(shù),設(shè)計、選擇合適干燥器都至關(guān)重要。目前通過實驗方法和數(shù)值方法得出估算水分?jǐn)U散系數(shù)的模型有很多,但是很少有對模型的可靠性進(jìn)行分析的,本文針對這一問題進(jìn)行了研究。 首先,對國內(nèi)外水分?jǐn)U散系數(shù)的估算模型進(jìn)行了綜述,對模型的理論基礎(chǔ)和適用條件進(jìn)行了歸類總結(jié)。另外對水分?jǐn)U散系數(shù)估算涉及到的偏微分方程離散方法、最小二乘法優(yōu)化、濕空氣和濕物料基本性質(zhì)等進(jìn)行了介紹。 然后,對估算水?dāng)U散系數(shù)的Crank公式進(jìn)行了可靠性分析。利用水分在物料內(nèi)部擴(kuò)散遵循菲克第二擴(kuò)散定律,物料-空氣對流傳質(zhì)干燥模型,對豌豆,圓柱形和薄片形馬鈴薯進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗,并將數(shù)值試驗結(jié)果代入Crank公式對上述三種不同物料的水分?jǐn)U散系數(shù)進(jìn)行了估算。將水分?jǐn)U散系數(shù)估算值與數(shù)值模擬試驗采用的參考水分?jǐn)U散系數(shù)進(jìn)行了比較,結(jié)果表明:由于Crank公式不能正確表達(dá)物料空氣間的邊界條件,Crank公式估算的水分?jǐn)U散系數(shù)大大低估了物料的水分?jǐn)U散系數(shù)。當(dāng)熱空氣速度較大,初始含水率和相對濕度較低時由Crank公式估算的水分?jǐn)U散系數(shù)會越接近其真實值。 最后,對估算熱風(fēng)對流干燥對流傳質(zhì)系數(shù)和水分?jǐn)U散系數(shù)的Bi-G關(guān)系式的可行性進(jìn)行了分析。首先采用指數(shù)函數(shù)對李子,馬鈴薯薄片和圓柱形香蕉的干燥實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,利用Bi-G關(guān)系式估算其對流傳質(zhì)系數(shù)和水分?jǐn)U散系數(shù)。然后把該估算值代入到菲克擴(kuò)散定律在物料-熱空氣對流傳質(zhì)邊界條件下的方程中,對李子,馬鈴薯薄片和圓柱形香蕉熱風(fēng)對流干燥進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,并將數(shù)值計算結(jié)果與干燥實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:指數(shù)函數(shù)對干燥實驗數(shù)據(jù)擬合曲線與干燥實驗數(shù)據(jù)吻合不是Bi-G公式能估算水分?jǐn)U散系數(shù)和對流傳質(zhì)系數(shù)的的充分條件,Bi-G公式不能用來估算水分?jǐn)U散系數(shù)。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TB4
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