為提高熱風(fēng)干燥熱效率和干燥均勻性,設(shè)計(jì)了一款基于溫濕度控制的紅外熱風(fēng)聯(lián)合干燥機(jī),分析了氣流分配室作為干燥機(jī)的關(guān)鍵部件對(duì)腔室內(nèi)部流場(chǎng)分布的影響規(guī)律。結(jié)構(gòu)仿真中,以氣流控制方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型為理論模型,利用CFD軟件對(duì)氣流分配室內(nèi)腔進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得到氣流在氣流分配室內(nèi)腔的流動(dòng)特征,對(duì)原物理模型的腔體厚度H進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,加入均風(fēng)板可以顯著提高氣流分配室內(nèi)氣流速度偏差比和速度不均勻系數(shù);優(yōu)化后腔體厚度H=100 mm的氣流分配室能夠很好解決出風(fēng)口氣流分布不均的現(xiàn)象,出風(fēng)口速度偏差比和速度不均勻系數(shù)分別由44.9%和30.2%降低至7.2%、7.0%。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,平均速度相對(duì)誤差為4.21%,速度不均勻系數(shù)相對(duì)誤差為1.4%,速度偏差比的最大誤差為1.48%,說(shuō)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,均化氣流的效果明顯。以鮮面條為研究對(duì)象,對(duì)該機(jī)性能進(jìn)行試驗(yàn),得到此紅外熱風(fēng)聯(lián)合干燥時(shí)間（50 min）,比單一熱風(fēng)干燥的時(shí)間縮短了16.7%。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(S1)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

紅外熱風(fēng)聯(lián)合干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

氣流分配室結(jié)構(gòu)示意圖及網(wǎng)格劃分如圖2所示，該模型結(jié)構(gòu)由進(jìn)風(fēng)口、穩(wěn)壓腔、一級(jí)均風(fēng)板、二級(jí)均風(fēng)板、出風(fēng)口等部分組成，空氣經(jīng)過(guò)加熱管后進(jìn)入穩(wěn)壓腔，再通過(guò)兩級(jí)均風(fēng)板被分配到干燥室，用來(lái)對(duì)物料干燥和加熱。進(jìn)風(fēng)口位于氣流分配室的最左端，矩形進(jìn)風(fēng)口尺寸為120 mm×120 mm;氣流分配室的長(zhǎng)、寬、高分別為335、185、250 mm;文獻(xiàn)[17]研究表明，孔的橫向間距xn和縱向間距yn間距介于2d～5d (d為孔直徑)范圍時(shí)，順序排列的傳熱效果要好于交叉排列方式，尤其是沿著矩形方式排列的優(yōu)勢(shì)更為顯著。因此，本文二級(jí)均風(fēng)板上的出風(fēng)口采用矩陣方式(11×5)排列，其孔徑為15 mm，上下中心距及左右中心距分別為30 mm和40 mm;其中，命名左上角第1個(gè)出風(fēng)口為out1，從左向右、自上向下依次命名，最后一個(gè)出風(fēng)口為out55，該均風(fēng)板上有11個(gè)排出風(fēng)口，自左向右依次標(biāo)定，如圖3b所示。為了避免二級(jí)均風(fēng)板上沿著進(jìn)風(fēng)口中心軸線方向的出風(fēng)口速度過(guò)大，一級(jí)均風(fēng)板出風(fēng)口設(shè)計(jì)排列方式如圖3a所示。圖3 一級(jí)均風(fēng)板和二級(jí)均風(fēng)板

通過(guò)模擬數(shù)據(jù)繪制出風(fēng)口速度分布曲線如圖5所示，改進(jìn)后整個(gè)速度主要分布在2.3～3.1 m/s區(qū)間范圍內(nèi)，各排速度偏差比最大為17.3%，出風(fēng)口速度不均勻系數(shù)為17.7%，在原始模型中，出風(fēng)口速度偏差比和速度不均勻系數(shù)分別為44.9%和30.2%，與原始模型結(jié)果相比，速度偏差比與不均勻系數(shù)分別下降了61.4%、41.4%，改進(jìn)后模型的速度曲線分布優(yōu)于原始模型的分布，整體速度曲線分布趨勢(shì)平緩�？梢钥闯龀鲲L(fēng)口速度從第5排2.24 m/s上升至第6排2.77 m/s，然后再次下降至第7排2.27 m/s，這段速度曲線分布并不平緩，以及在第23～33點(diǎn)、第34～44點(diǎn)、第47～52點(diǎn)區(qū)間內(nèi)的速度分布也不平緩，因此還需要考慮其他方案繼續(xù)進(jìn)一步優(yōu)化。2.3.2 風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3214583