發(fā)布時間：2022-12-24 00:43

　　干燥是人類社會生活、生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的應(yīng)用技術(shù)。以數(shù)學(xué)模擬方法針對被干燥物料內(nèi)部的干燥過程進(jìn)行研究,能夠?qū)ιa(chǎn)、實(shí)驗(yàn)中難以直接觀測的現(xiàn)象進(jìn)行深入的剖析。這種方法能夠節(jié)省研究成本和時間,為干燥技術(shù)發(fā)展提供理論依據(jù)和借鑒。目前基于三維實(shí)體模型針對被干燥物料進(jìn)行干燥過程模擬的研究方法已成為國際干燥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文選用玉米顆粒為研究對象,基于三維實(shí)體模型,對其熱風(fēng)干燥過程進(jìn)行模擬研究。 本文首次采用高精度醫(yī)用CT機(jī)掃描玉米顆粒,基于影像處理技術(shù)獲得了研究對象的三維模型。借助Mimics、ANSYS軟件,依次完成單體影像提取、表面重構(gòu)、實(shí)體化處理等作業(yè),建立了具有實(shí)體特征的玉米顆粒三維模型。使用該方法建模獲得圖像方便快捷,實(shí)體建模方法操作簡單。 本文建立了三維傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型,采用傅里葉傳熱方程和菲克第二擴(kuò)散定律作為控制方程,其導(dǎo)熱系數(shù),擴(kuò)散系數(shù),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和表面?zhèn)髻|(zhì)系數(shù)均定義為考慮熱質(zhì)耦合的多變量函數(shù)；模擬計算使用COMSOL Multiphysics軟件完成,獲得了玉米顆粒內(nèi)部溫度場,濕度場的變化規(guī)律。通過將三維模型的模擬結(jié)果分別與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和二維模型的模擬結(jié)果相對比,驗(yàn)證了三... 

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 干燥過程傳熱傳質(zhì)機(jī)理模擬的進(jìn)展
    1.3 谷粒干燥過程應(yīng)力裂紋(應(yīng)變)的研究進(jìn)展
    1.4 谷物干燥過程基于實(shí)體的研究進(jìn)展
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 玉米顆粒的三維實(shí)體模型重建
    2.1 三維實(shí)體模型重建技術(shù)
        2.1.1 三維實(shí)體模型重建方法
        2.1.2 圖像文件格式及接口介紹
    2.2 斷層圖像掃描
    2.3 單個玉米顆粒三維表面重建
        2.3.1 Mimics軟件簡介
        2.3.2 玉米三維表面構(gòu)建
    2.4 基于三維表面模型的實(shí)體模型重建
        2.4.1 ANSYS軟件構(gòu)建實(shí)體
        2.4.2 三維實(shí)體模型生成
    2.5 本章小結(jié)
第3章 玉米顆粒內(nèi)部三維干燥傳熱傳質(zhì)的分析及模擬
    3.1 針對物料的干燥機(jī)理的介紹
    3.2 干燥過程中概念的設(shè)定和物性參數(shù)的選擇
        3.2.1 干燥濕物料的性質(zhì)的定義
        3.2.2 玉米的物理特性參數(shù)的選擇
    3.3 干燥過程中熱質(zhì)傳遞控制方程
        3.3.1 傳熱控制方程
        3.3.2 導(dǎo)熱控制方程的定解條件
        3.3.3 傳質(zhì)控制方程
    3.4 使用COMSOL Multiphysics模擬分析
    3.5 玉米顆粒熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)研究
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果分析
        3.6.1 干燥過程中玉米顆粒內(nèi)部傳質(zhì)分析
        3.6.2 干燥過程中玉米顆粒內(nèi)部傳熱分析
    3.7 三維模型與二維模型之間比較
    3.8 本章小結(jié)
第4章 玉米顆粒內(nèi)部應(yīng)力模擬分析
    4.1 干燥過程中玉米應(yīng)力模型的分析
    4.2 使用COMSOL Multiphysics模擬分析
    4.3 干燥過程中玉米顆粒內(nèi)部應(yīng)力模擬結(jié)果分析
        4.3.1 熱風(fēng)干燥中玉米顆粒內(nèi)部熱應(yīng)力分析
        4.3.2 玉米顆粒內(nèi)部濕應(yīng)力分析
        4.3.3 玉米顆粒內(nèi)部總應(yīng)力的分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 干燥條件對玉米顆粒內(nèi)部干燥特性影響的模擬分析
    5.1 干燥過程中影響因素
    5.2 不同熱風(fēng)溫度下玉米顆粒的傳熱過程
        5.2.1 不同熱風(fēng)溫度對于顆粒內(nèi)部溫度上升曲線的影響
        5.2.2 不同熱風(fēng)溫度下顆粒內(nèi)部的傳質(zhì)過程
        5.2.3 不同熱風(fēng)溫度對顆粒內(nèi)部應(yīng)力的影響
    5.3 不同濕含量的玉米顆粒的干燥模擬
        5.3.1 不同濕含量的玉米顆粒干燥過程中的傳熱過程分析
        5.3.2 干燥過程中不同濕含量的玉米顆粒的傳質(zhì)分析
        5.3.3 不同濕含量條件對玉米顆粒內(nèi)主應(yīng)力的影響
    5.4 不同熱風(fēng)風(fēng)速條件下玉米顆粒的干燥模擬
        5.4.1 不同風(fēng)速下玉米顆粒的傳熱模擬
        5.4.2 不同風(fēng)速下玉米顆粒的傳質(zhì)模擬
    5.5 玉米顆粒熱風(fēng)干燥過程中能耗分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表(或錄用)的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]干燥動力學(xué)研究綜述[J]. 王寶和.  干燥技術(shù)與設(shè)備. 2009 (02)
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[9]干燥過程原理研究概況[J]. 劉相東.  干燥技術(shù)與設(shè)備. 2004 (03)
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[3]玉米真空干燥特性的研究[D]. 張志軍.東北大學(xué) 2009
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碩士論文
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[4]基于聲學(xué)和圖像分析的玉米應(yīng)力裂紋檢測方法研究[D]. 張杰.吉林大學(xué) 2007
[5]CT斷層圖像三維重建中體繪制技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 羅圣陽.蘇州大學(xué) 2007
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本文編號：3725715