人參是我國(guó)珍貴的中藥材。鮮人參不易保存,需烘干處理。目前普遍采用的燃煤烘干中存在污染重、熱效率低、能耗高等問(wèn)題。相比于燃煤烘干房,熱泵烘干技術(shù)有著較明顯的優(yōu)勢(shì):能源清潔、節(jié)能與環(huán)保、控制精度高。但針對(duì)人參熱泵烘干過(guò)程的氣流組織及溫度場(chǎng)研究較少,其流動(dòng)與傳熱規(guī)律仍需進(jìn)一步揭示。為此,本文針對(duì)人參烘干房,從數(shù)學(xué)模型、數(shù)值求解方法和氣流組織及溫度場(chǎng)分布規(guī)律三個(gè)方面開(kāi)展系統(tǒng)研究,建立人參烘干房數(shù)理模型,開(kāi)發(fā)烘干房中氣流組織及溫度場(chǎng)數(shù)值模擬方法,查明烘干房中氣流組織及溫度場(chǎng)分布規(guī)律。本文以吉林白山某熱泵型人參烘干房為研究對(duì)象,將其劃分為自由流動(dòng)區(qū)域和人參堆積區(qū)域。自由流動(dòng)區(qū)域內(nèi)空氣屬于湍流流動(dòng),并伴隨傳熱,人參堆積區(qū)域內(nèi)為多孔介質(zhì)區(qū)域的流動(dòng)與傳熱。綜合考慮兩區(qū)域間的復(fù)雜耦合換熱,建立能夠較準(zhǔn)確描述人參烘干空氣與物料一體化的流動(dòng)傳熱數(shù)學(xué)模型,有效避免了不同區(qū)域間邊界條件處理過(guò)程,便于高效數(shù)值求解技術(shù)的開(kāi)發(fā)。所建立的人參烘干數(shù)學(xué)模型中人參堆積區(qū)域結(jié)構(gòu)多變,同時(shí)涉及湍流、耦合換熱等復(fù)雜流動(dòng)傳熱過(guò)程,導(dǎo)致傳統(tǒng)數(shù)值求解方法求解效率低,較難滿(mǎn)足方案優(yōu)化設(shè)計(jì)等工程需求。為此,本文基于世界上廣泛使用的CFD/N... 

【文章來(lái)源】：北京石油化工學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 烘干房數(shù)理模型的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 烘干房數(shù)值計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 烘干房氣流組織及溫度場(chǎng)分布的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 人參烘干房數(shù)理模型的建立及離散
    2.1 人參烘干房物理模型
        2.1.1 人參烘干房結(jié)構(gòu)
        2.1.2 人參烘干工藝
    2.2 人參烘干房數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 邊界條件
    2.3 控制方程的離散
        2.3.1 網(wǎng)格劃分
        2.3.2 通用控制方程的離散
        2.3.3 多孔介質(zhì)阻力源項(xiàng)的處理
        2.3.4 壓力方程的推導(dǎo)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于IDEAL算法的人參烘干房數(shù)學(xué)模型高效求解研究
    3.1 多孔介質(zhì)流動(dòng)傳熱IDEAL算法
        3.1.1 IDEAL算法的計(jì)算步驟
        3.1.2 多孔介質(zhì)流動(dòng)傳熱IDEAL算法在OpenFOAM中的實(shí)現(xiàn)
        3.1.3 算例比較條件和收斂標(biāo)準(zhǔn)
    3.2 IDEAL算法程序驗(yàn)證及計(jì)算性能分析
        3.2.1 傾斜方管物理模型
        3.2.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)解及模型驗(yàn)證
        3.2.3 計(jì)算性能分析
    3.3 人參烘干房數(shù)學(xué)模型的高效求解
        3.3.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)解驗(yàn)證
        3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
        3.3.3 計(jì)算性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 人參烘干房中氣流組織及溫度場(chǎng)分布規(guī)律研究
    4.1 人參烘干房中氣流組織分布規(guī)律
        4.1.1 初期快速干燥階段氣流組織分布
        4.1.2 中期緩速干燥階段氣流組織分布
        4.1.3 后期緩慢干燥階段氣流組織分布
    4.2 人參烘干房中溫度場(chǎng)分布規(guī)律
        4.2.1 初期快速干燥階段溫度場(chǎng)分布
        4.2.2 中期緩速干燥階段溫度場(chǎng)分布
        4.2.3 后期緩慢干燥階段溫度場(chǎng)分布
    4.3 人參烘干房中氣流組織及溫度場(chǎng)不均勻性分析
        4.3.1 送風(fēng)風(fēng)量的影響
        4.3.2 入口直徑的影響
        4.3.3 物料堆積厚度的影響
        4.3.4 隔板個(gè)數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)人參出口現(xiàn)狀及前景展望[J]. 王瑩瑩,長(zhǎng)谷川英夫.  南方農(nóng)機(jī). 2017(20)
[2]拉幅定型機(jī)烘箱內(nèi)風(fēng)道的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉佳,張朱武,王海朋,張亞龍.  福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
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碩士論文
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[2]熱泵干燥機(jī)用于煙花爆竹烘干的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐宏政.南昌大學(xué) 2016
[3]熱泵型香菇烘干房氣流組織理論分析與模擬研究[D]. 萬(wàn)文雷.中原工學(xué)院 2016
[4]頂風(fēng)機(jī)型熱風(fēng)干燥烘房移動(dòng)式可調(diào)控射流裝置的研究[D]. 孫慧慧.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[5]煙葉烘烤過(guò)程中的熱濕分析與優(yōu)化[D]. 包亞峰.重慶大學(xué) 2015
[6]膨化飼料熱特性參數(shù)研究及熱風(fēng)干燥數(shù)值模擬[D]. 劉情超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[7]膨化飼料特性及帶式穿流干燥機(jī)氣流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D]. 王超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2962370