發(fā)布時間：2020-07-02 17:27

【摘要】：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的糧食收獲后烘干操作，由于產(chǎn)量一般較大，基本都屬于深床干燥的范疇。在干燥領(lǐng)域中，對于不同種類物料的薄層干燥的研究相對透徹，所以，在研究深床干燥時一般將其按照一定方式劃分為薄層。本文采用微分思想，建立近似的深床干燥偏微分模型，便于通過非實物試驗推導(dǎo)各個干燥參數(shù)對干燥過程的具體影響，掌握干燥過程中的變化規(guī)律，對干燥機的控制和干燥產(chǎn)品品質(zhì)的提高有一定的指導(dǎo)作用，減少盲目性，盡量避免能源浪費，縮短開發(fā)和試驗周期。本論文以深床干燥的偏微分模型為主要研究對象，開展了下述研究工作： (1)深床谷物干燥的偏微分模型中含有質(zhì)平衡方程、熱平衡方程、熱傳遞方程和干燥速率方程。在模型的差分化以及遞推計算過程中，更深入地理解了谷物干燥的機理，以及各干燥參數(shù)以及干燥機設(shè)計參數(shù)對于干燥過程的影響，并進一步掌握了熱質(zhì)交換的規(guī)律。 (2)比較了向后查分格式和中心差分格式在進行偏微分方程近似計算過程中的計算精度，并通過曲線圖對比了兩種差分格式的計算穩(wěn)定性和精確度，確立了采用一階中心差分形式作為預(yù)測控制系統(tǒng)模擬干燥過程的解析手段。 (3)利用LabVIEW制作了深床干燥預(yù)測控制系統(tǒng)平臺的操作界面，界面包含環(huán)境和玉米特性參數(shù)的輸入部分，熱力學(xué)參數(shù)的計算部分，模擬結(jié)果的顯示和仿真部分。 (4)將抽象的偏微分方程通過MATALB進行求解，得到不同時間、不同薄層的水分含量、糧食溫度、出口熱風(fēng)濕含量和出口熱風(fēng)溫度的結(jié)果矩陣，并將模擬結(jié)果通過二維曲線和三維立體圖形在LabVIEW前面板進行直觀的展示，便于操作人員實時了解干燥機內(nèi)部糧食狀況，并采取相應(yīng)的操作以控制干燥機內(nèi)糧食干燥過程。 (5)模擬了谷物干燥機的實際運行效果，估算了干燥過程中的能量消耗，并通過圖表界面予以體現(xiàn)，與實際的深床干燥試驗進行對比，比較了不同干燥條件下的能耗，便于根據(jù)經(jīng)濟性原則來選擇最佳的干燥條件。 (6)通過MATLAB與LabVIEW混合編程，結(jié)合中心差分形式的方程組，模擬了實際的干燥過程，預(yù)測了谷物干燥機和干燥系統(tǒng)的性能（如干燥所需的時長，倉內(nèi)糧食水分和溫度的分布規(guī)律，熱空氣的溫度和相對濕度分布規(guī)律等），分析了各個參數(shù)對干燥機性能和干燥過程的影響，可以此為依據(jù)改進谷物干燥機的設(shè)計，或者改善和提升谷物干燥系統(tǒng)的操作管理以及控制方法。 (7)利用薄層干燥試驗臺，進行了小型的深床玉米熱風(fēng)干燥實驗，并對每一層的熱風(fēng)溫度和水分含量進行了測量和記錄，繪制降水曲線，并將模擬結(jié)果與實際干燥的降水曲線進行對比，驗證了對于該偏微分方程的模擬結(jié)果的準確性和可信度。 本研究所設(shè)計的基于虛擬儀器技術(shù)LabVIEW的玉米干燥控制系統(tǒng)，以偏微分方程模型為基礎(chǔ)。采用虛擬儀器技術(shù)，使系統(tǒng)費用降低，實現(xiàn)干燥過程自動化，操作簡單，可實時顯示實驗進程，并可在線修改控制參數(shù)，簡化了干燥過程操作及數(shù)據(jù)處理，且該系統(tǒng)具有一定的通用性和適應(yīng)性。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S226.6
【圖文】：

從倉底四周輸送到倉底中心后排出。雖然逆流進行逆流干燥作業(yè)時，糧食顆粒與熱氣流相對度最高，溫度升高較快，該溫度梯度對谷粒造業(yè)過程中，順著熱介質(zhì)的流動方向，糧食溫度，在出風(fēng)口處與濕糧共同排出[23]。目前各種干燥機機型中最為常見的形式之一，雜，性價比相對較高，易于推廣，可以對谷物.1 為各種干燥形式的示意圖。

固定床內(nèi)單元床層示意圖

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本文編號：2738472