干燥是農(nóng)副產(chǎn)品加工主要的方式與手段。目前市場上常用的干燥設(shè)備,種類繁多,規(guī)格不一,且存在著設(shè)備針對性不強,干燥箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)單一,內(nèi)部的流場分布不均勻,不同位置擺放的物料在干燥的過程中,所需的干燥時間相差較大的缺點。為了提升干燥箱內(nèi)流場的均勻性,減小干燥過程中的物料受熱差異,本文針對所構(gòu)建的實物干燥系統(tǒng),在裝載干燥物料實際堆放模式下開展了干燥箱內(nèi)流場流動特性分析,對不同干燥箱結(jié)構(gòu)、風速、壓力、湍流強度等關(guān)鍵參數(shù)展開分析,并結(jié)合實驗測試結(jié)果進行了驗證,提出干燥箱設(shè)計的優(yōu)化方案,主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）根據(jù)干燥物料的實際情況,設(shè)計了一個熱泵干燥系統(tǒng)。為探究系統(tǒng)的運行情況及性能,對該干燥系統(tǒng)分別進行了空載和負載實驗,實驗結(jié)果表明,干燥箱內(nèi)的溫度可以達到設(shè)定的55℃,且在干燥過程中,干燥箱內(nèi)不同位置處存在溫度的差異,最大差值達到3℃;干燥過程中會出現(xiàn)相同質(zhì)量物料干燥完成所需時間相差幾個小時的情況。（2）對模擬相關(guān)的流體力學(xué)控制方程進行了介紹,建立了基于實際物料干燥條件下的干燥箱數(shù)學(xué)和物理模型,并針對實際尺寸長×寬×高為370×290×210cm的實物干燥箱開展了相關(guān)實驗研究,最終通過實驗驗... 

【文章來源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱泵制冷劑循環(huán)的壓焓圖

第2章藏藥材干燥系統(tǒng)的設(shè)計及實驗102.2干燥系統(tǒng)的搭建和運行圖2.2熱泵干燥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖2.2所示為熱泵干燥系統(tǒng)的原理圖，利用前面的計算結(jié)果進行設(shè)備的選型。本設(shè)備主要分為熱泵系統(tǒng)部分和干燥箱部分。其中，熱泵系統(tǒng)是干燥設(shè)備的供熱部分，設(shè)備在開機運行時，環(huán)境中的空氣進入蒸發(fā)器，經(jīng)壓縮機壓縮后，變成高溫高壓的氣體，隨后進入冷凝器，變成高溫氣體進入到干燥箱內(nèi)。該系統(tǒng)的溫度控制需要借助控制器來實現(xiàn)，即先在控制器上設(shè)定干燥過程需要的溫度值，當干燥箱內(nèi)的溫度未達到這一設(shè)定值時，熱泵開始啟動，通過熱泵來達到升溫的效果。此時干燥箱內(nèi)的溫度上升很快，在一段時間后達到最初的設(shè)定溫度值，隨后熱泵會停止工作，在升溫的過程中，干燥物料中的水分會逐漸的排出，并擴散到干燥箱內(nèi)，隨后在出口處風機的作用下，濕空氣被排到干燥箱的外部。干燥過程中，可以在控制器上監(jiān)測到干燥箱內(nèi)整體的濕度情況，在濕度值達到干燥保存的濕度值以下時，即可停止設(shè)備運行。如圖2.3為干燥箱的實物圖，在搭建的過程中，為了使干燥箱達到保溫的目的，箱體整體采用聚氨酯材料，厚度為10cm。為了防止在在實驗的過程中干燥箱的底部存在密封不嚴的問題，在底部加入了玻璃膠。干燥箱整體的長度為370cm，寬為190cm，高為210cm。在設(shè)計的過程中，考慮到便于放入1500kg的干燥物料，可采用分層物料架的方式進行。最終放置4個尺寸相同的物料架，層與層之間的間隔為20cm，相鄰物料架的間隔也為20cm，物料架與干燥箱的壁面的距離為30cm。

第2章藏藥材干燥系統(tǒng)的設(shè)計及實驗11圖2.3干燥箱實物圖干燥實驗的過程中，為了測量干燥箱內(nèi)的溫度、濕度等主要的參數(shù)，需要采用不同的傳感器進行測量。干燥箱內(nèi)的相關(guān)參數(shù)受時間的影響較大，故記錄數(shù)據(jù)的傳感器靈敏度要高。在干燥的過程中，干燥箱內(nèi)的溫度比較高，因此溫度傳感器需要承受一定的高溫。干燥箱內(nèi)的空間較大，存在不同位置處溫度以及濕度會存在一定的差別，可在不同的位置放置溫度傳感器和濕度傳感器。本實驗中測量溫度采用的是TT-T-24珠狀熱電偶，測量的溫度范圍：-200-+260℃，工作溫度-20℃-200℃，測量的精度為±0.3℃，測量濕度采用的是HM1500LF濕度傳感器，濕度測量范圍為0-99%，工作溫度為-40℃-+60℃，靈敏度為26mV/%RH，精度為±3%RH，響應(yīng)時間為10s。利用安捷倫來記錄實時測得的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)掃描的頻率設(shè)為4min,測量得到的數(shù)據(jù)通過電腦進行記錄，可以實時看到干燥箱內(nèi)的溫度變化。熱泵干燥系統(tǒng)的主要部件參數(shù)如表1所示：表1熱泵干燥系統(tǒng)的主要部件參數(shù)系統(tǒng)部件特性參數(shù)壓縮機壓縮機功率：6HP干燥箱進風風機功率：1.2kW；風量：6480m3/h；全壓：240Pa除濕風機功率：0.95kW；風量：5300m3/h；全壓：200Pa正泰三相四線電能表/

【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱泵-太陽能花椒干燥系統(tǒng)的設(shè)計與數(shù)值模擬[J]. 李江波,薛韓玲,陳柳.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(14)
[2]杏鮑菇轉(zhuǎn)輪除濕熱泵干燥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 王教領(lǐng),宋衛(wèi)東,金誠謙,丁天航,王明友,吳今姬,劉自暢.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2019(04)
[3]基于ANSYS數(shù)值模擬的生鮮面條干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化[J]. 徐雪萌,林冬華,陳留記,王艷,屈凌波.  中國糧油學(xué)報. 2018(08)
[4]基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的藏醫(yī)藥治療高原病用藥規(guī)律研究[J]. 劉歡,趙彩云,張雯,張藝,聶佳.  中國中藥雜志. 2018(08)
[5]稻谷薄層熱風干燥工藝優(yōu)化及數(shù)學(xué)模型擬合[J]. 尹曉峰,楊明金,李光林,張先鋒,周玉華,楊玲.  食品科學(xué). 2017(08)
[6]基于三維實體模型的玉米顆粒真空干燥數(shù)值模擬[J]. 張世偉,陳帥,黎勛,張志軍.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2016(01)
[7]木材干燥室內(nèi)部風速場的數(shù)值模擬與優(yōu)化[J]. 沙汀鷗,楊潔,呂歡,伊松林.  南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[8]多孔介質(zhì)常壓冷凍干燥質(zhì)熱耦合傳遞數(shù)值模擬[J]. 任廣躍,張偉,張樂道,段續(xù).  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2016(03)
[9]百葉窗在熱風干燥中的應(yīng)用與數(shù)值模擬[J]. 李超新,張學(xué)軍,劉松,朱自成,靳偉.  中國農(nóng)機化學(xué)報. 2015(01)
[10]白菜種子熱泵干燥特性模擬[J]. 趙海波,楊昭.  化工學(xué)報. 2014(S2)

博士論文
[1]油菜籽流化床干燥傳熱傳質(zhì)特性與布風板結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的研究[D]. 張健平.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]人參烘干房中氣流組織及溫度場數(shù)值模擬研究[D]. 敖尚民.北京石油化工學(xué)院 2019
[2]基于CFD的新型密集烤房流場模擬及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 白志鵬.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]基于幾何結(jié)構(gòu)的箱式干燥裝置的優(yōu)化設(shè)計、數(shù)值模擬及試驗研究[D]. 鄭麗鵬.南京師范大學(xué) 2017
[4]菊花烘干室內(nèi)氣流組織模擬與優(yōu)化研究[D]. 霍二光.南昌大學(xué) 2016
[5]全太陽能木材干燥室性能測試及流場模擬優(yōu)化[D]. 呂歡.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[6]甘藍型油菜籽熱風干燥的流場特性及干燥箱優(yōu)化[D]. 郭孟報.西南大學(xué) 2015
[7]食用菌干燥箱結(jié)構(gòu)模型的模擬研究[D]. 付玉.南京師范大學(xué) 2015
[8]循環(huán)式紅棗干燥機流場的數(shù)值模擬研究[D]. 牟國良.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]旋流式干燥塔物理場的數(shù)值模擬及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 陳翠玲.長沙理工大學(xué) 2013
[10]立式干燥機的設(shè)計及其干燥單元風速場的研究[D]. 陸銳.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3094243