熱泵干燥系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與建模研究
發(fā)布時間:2021-11-28 13:21
熱泵干燥設(shè)備因其節(jié)能環(huán)保的特點,在越來越多的干燥領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)干燥工藝要求的除濕標準,確定每小時的除濕量,設(shè)計并搭建了針對海產(chǎn)品的熱泵干燥實驗臺,選擇刺參為干燥對象,對熱泵干燥室內(nèi)物料的傳熱傳質(zhì)規(guī)律進行了仿真研究,設(shè)計了匹配該熱泵干燥設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng),干燥后的物料符合國標中高品質(zhì)的感官要求。移動式的干燥設(shè)備后期可作為成型產(chǎn)品向刺參養(yǎng)殖散戶推廣。論文的主要內(nèi)容分為以下幾個方面:1、首先對熱泵干燥機的主要部件進行了選型設(shè)計。針對大部分海產(chǎn)品低溫干燥的特性,設(shè)計了具備快速升溫、除濕、降溫多種運行模式的熱泵實驗臺,在完成干燥過程所需除濕量和循環(huán)空氣量計算后,對熱泵干燥設(shè)備主要機組部件包括壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥和蒸發(fā)器進行選型計算。根據(jù)設(shè)計結(jié)果搭建了熱泵干燥實驗臺。選定刺參為干燥物料,使用該實驗臺測試了刺參的干燥特性。補充部分實驗測試刺參的基本物性參數(shù)用于建模分析。2、對干燥箱內(nèi)物料傳熱傳質(zhì)規(guī)律進行模擬研究。通過仿真軟件對干燥箱進行模擬,在軟件內(nèi)實現(xiàn)了溫度、風(fēng)速、水分傳輸?shù)榷鄠物理場耦合,根據(jù)實際情況設(shè)置邊界條件,在設(shè)置控制方程和劃分網(wǎng)格后模擬得到干燥箱內(nèi)刺參干燥過程...
【文章來源】:煙臺大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
干燥介質(zhì)空氣處理過程焓濕圖
煙臺大學(xué)碩士學(xué)位論文92.3蒸發(fā)器和冷凝器負荷計算2.3.1蒸發(fā)器負荷空氣流經(jīng)蒸發(fā)器的過程即3點至4點的過程,則蒸發(fā)器吸收的熱量為:=(34)(2.3)式中A為備用系數(shù),取A=1.1[67],計算得為1899.7kJ/h,即527.69W。2.3.2冷凝器負荷空氣流經(jīng)冷凝器的過程即4點到狀態(tài)1點的過程,則冷凝器的熱負荷為=79+=79+(2.4)式中Ni為壓縮機的指示功率,下文對壓縮機進行熱力計算的部分將會給出計算結(jié)果。冷凝器的計算熱負荷為蒸發(fā)器制冷量與壓縮機指示功率之和。2.4干燥機熱泵循環(huán)的熱計算圖2.2為簡化后的制冷劑工作循環(huán)壓焓圖,對制冷循環(huán)過程中作如下假設(shè):冷凝溫度和蒸發(fā)溫度為定值,壓縮機的壓縮過程為等熵過程,節(jié)流過程認為是一個等焓過程。圖2.2簡化過程所示壓焓圖選定過冷度為5℃,過熱度為4℃[67],制冷劑種類采用R134a,選擇蒸發(fā)溫度時按經(jīng)過蒸發(fā)器后的空氣狀態(tài)點溫度減5℃取值,因此蒸發(fā)溫度T0為2℃,選擇冷凝溫度時按離開冷凝器的空氣溫度加上5℃取值,因此冷凝溫度Tk取50℃。通過REFPROP軟件計算詳細的狀態(tài)點參數(shù)如表2.1所示。
煙臺大學(xué)碩士學(xué)位論文203實驗臺搭建及參數(shù)測量3.1實驗臺搭建根據(jù)上述壓縮機,冷凝器,節(jié)流閥,蒸發(fā)器和電子膨脹閥的選型參數(shù),購置連接風(fēng)管搭建熱泵干燥實驗臺,實物圖和原理圖分別如圖3.1和3.2。圖3.1熱泵干燥裝置實物圖1—壓縮機,2—冷凝器,3—節(jié)流閥,4—蒸發(fā)器,5—干燥箱,6—第一循環(huán)風(fēng)機,7—第二循環(huán)風(fēng)機,8—第一風(fēng)閥,9—第二風(fēng)閥,10—第三風(fēng)閥,11—第四風(fēng)閥,12—第五風(fēng)閥,13—第六風(fēng)閥,14—第七風(fēng)閥,15—溫度傳感器,16—壓力傳感器,17—溫度顯示器,18—壓力顯示器,19—風(fēng)速顯示器,20—第一截止閥,21—第二截止閥,22—第三截止閥
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二至丸熱風(fēng)干燥過程溫度均勻性模擬與實驗[J]. 王學(xué)成,康超超,伍振峰,李遠輝,徐詩軍,楊明. 中草藥. 2020(05)
[2]創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展助推山東省新舊動能轉(zhuǎn)換研究[J]. 王心娟,李密,王遠花. 山東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[3]加強海洋科技創(chuàng)新支撐山東海洋強省建設(shè)的戰(zhàn)略研究[J]. 姜勇,黨安濤,胡建廷,王繼業(yè),曲茜,羅志全,王嫻,孫高祚. 海洋開發(fā)與管理. 2019(09)
[4]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)
[5]基于COMSOL的平房倉冷卻通風(fēng)過程中糧堆熱濕耦合傳遞研究[J]. 陳桂香,張宏偉,王海濤,劉超賽,尹君. 中國糧油學(xué)報. 2018(11)
[6]大溫差條件下多孔材料干燥過程數(shù)值模擬[J]. 陳磊,王樹剛,張騰飛,賈子光,房天宇. 大連理工大學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[7]節(jié)能型熱泵烘干機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 吳東昇,胡立華,陳仕國,陳學(xué)永. 機電技術(shù). 2017(06)
[8]杏鮑菇熱泵干燥研究與模擬[J]. 李偉榮,任愛清,陳國寶,項威. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(07)
[9]海參的干制技術(shù)研究進展[J]. 員冬玲,邵敏,蔡中盼,李選友. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2015(06)
[10]小黃魚熱泵干燥工藝及設(shè)備選型分析[J]. 吳耀森,劉軍,李浩權(quán),龍成樹,龔麗. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備. 2015(02)
碩士論文
[1]多功能封閉式熱泵干燥系統(tǒng)的性能研究[D]. 穆歡.廣州大學(xué) 2019
[2]海帶干燥特性及熱泵烘干室氣流組織研究[D]. 王鵬浩.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]閉式熱泵干燥系統(tǒng)除濕性能與調(diào)控技術(shù)研究[D]. 黃佳兵.廣州大學(xué) 2018
[4]茶葉干燥過程微觀層面失水機理的研究[D]. 王亞芳.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[5]熱泵干燥機用于煙花爆竹烘干的理論分析和實驗研究[D]. 徐宏政.南昌大學(xué) 2016
[6]基于實體模型的玉米顆粒熱風(fēng)干燥模擬研究[D]. 孔寧華.東北大學(xué) 2013
[7]玉米種子干燥過程中皮層阻力影響的研究[D]. 葛玉姣.東北大學(xué) 2012
[8]玉米熱風(fēng)干燥模擬實驗系統(tǒng)的研究[D]. 池桂良.吉林大學(xué) 2006
本文編號:3524500
【文章來源】:煙臺大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
干燥介質(zhì)空氣處理過程焓濕圖
煙臺大學(xué)碩士學(xué)位論文92.3蒸發(fā)器和冷凝器負荷計算2.3.1蒸發(fā)器負荷空氣流經(jīng)蒸發(fā)器的過程即3點至4點的過程,則蒸發(fā)器吸收的熱量為:=(34)(2.3)式中A為備用系數(shù),取A=1.1[67],計算得為1899.7kJ/h,即527.69W。2.3.2冷凝器負荷空氣流經(jīng)冷凝器的過程即4點到狀態(tài)1點的過程,則冷凝器的熱負荷為=79+=79+(2.4)式中Ni為壓縮機的指示功率,下文對壓縮機進行熱力計算的部分將會給出計算結(jié)果。冷凝器的計算熱負荷為蒸發(fā)器制冷量與壓縮機指示功率之和。2.4干燥機熱泵循環(huán)的熱計算圖2.2為簡化后的制冷劑工作循環(huán)壓焓圖,對制冷循環(huán)過程中作如下假設(shè):冷凝溫度和蒸發(fā)溫度為定值,壓縮機的壓縮過程為等熵過程,節(jié)流過程認為是一個等焓過程。圖2.2簡化過程所示壓焓圖選定過冷度為5℃,過熱度為4℃[67],制冷劑種類采用R134a,選擇蒸發(fā)溫度時按經(jīng)過蒸發(fā)器后的空氣狀態(tài)點溫度減5℃取值,因此蒸發(fā)溫度T0為2℃,選擇冷凝溫度時按離開冷凝器的空氣溫度加上5℃取值,因此冷凝溫度Tk取50℃。通過REFPROP軟件計算詳細的狀態(tài)點參數(shù)如表2.1所示。
煙臺大學(xué)碩士學(xué)位論文203實驗臺搭建及參數(shù)測量3.1實驗臺搭建根據(jù)上述壓縮機,冷凝器,節(jié)流閥,蒸發(fā)器和電子膨脹閥的選型參數(shù),購置連接風(fēng)管搭建熱泵干燥實驗臺,實物圖和原理圖分別如圖3.1和3.2。圖3.1熱泵干燥裝置實物圖1—壓縮機,2—冷凝器,3—節(jié)流閥,4—蒸發(fā)器,5—干燥箱,6—第一循環(huán)風(fēng)機,7—第二循環(huán)風(fēng)機,8—第一風(fēng)閥,9—第二風(fēng)閥,10—第三風(fēng)閥,11—第四風(fēng)閥,12—第五風(fēng)閥,13—第六風(fēng)閥,14—第七風(fēng)閥,15—溫度傳感器,16—壓力傳感器,17—溫度顯示器,18—壓力顯示器,19—風(fēng)速顯示器,20—第一截止閥,21—第二截止閥,22—第三截止閥
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二至丸熱風(fēng)干燥過程溫度均勻性模擬與實驗[J]. 王學(xué)成,康超超,伍振峰,李遠輝,徐詩軍,楊明. 中草藥. 2020(05)
[2]創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展助推山東省新舊動能轉(zhuǎn)換研究[J]. 王心娟,李密,王遠花. 山東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[3]加強海洋科技創(chuàng)新支撐山東海洋強省建設(shè)的戰(zhàn)略研究[J]. 姜勇,黨安濤,胡建廷,王繼業(yè),曲茜,羅志全,王嫻,孫高祚. 海洋開發(fā)與管理. 2019(09)
[4]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)
[5]基于COMSOL的平房倉冷卻通風(fēng)過程中糧堆熱濕耦合傳遞研究[J]. 陳桂香,張宏偉,王海濤,劉超賽,尹君. 中國糧油學(xué)報. 2018(11)
[6]大溫差條件下多孔材料干燥過程數(shù)值模擬[J]. 陳磊,王樹剛,張騰飛,賈子光,房天宇. 大連理工大學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[7]節(jié)能型熱泵烘干機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 吳東昇,胡立華,陳仕國,陳學(xué)永. 機電技術(shù). 2017(06)
[8]杏鮑菇熱泵干燥研究與模擬[J]. 李偉榮,任愛清,陳國寶,項威. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(07)
[9]海參的干制技術(shù)研究進展[J]. 員冬玲,邵敏,蔡中盼,李選友. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2015(06)
[10]小黃魚熱泵干燥工藝及設(shè)備選型分析[J]. 吳耀森,劉軍,李浩權(quán),龍成樹,龔麗. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備. 2015(02)
碩士論文
[1]多功能封閉式熱泵干燥系統(tǒng)的性能研究[D]. 穆歡.廣州大學(xué) 2019
[2]海帶干燥特性及熱泵烘干室氣流組織研究[D]. 王鵬浩.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]閉式熱泵干燥系統(tǒng)除濕性能與調(diào)控技術(shù)研究[D]. 黃佳兵.廣州大學(xué) 2018
[4]茶葉干燥過程微觀層面失水機理的研究[D]. 王亞芳.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[5]熱泵干燥機用于煙花爆竹烘干的理論分析和實驗研究[D]. 徐宏政.南昌大學(xué) 2016
[6]基于實體模型的玉米顆粒熱風(fēng)干燥模擬研究[D]. 孔寧華.東北大學(xué) 2013
[7]玉米種子干燥過程中皮層阻力影響的研究[D]. 葛玉姣.東北大學(xué) 2012
[8]玉米熱風(fēng)干燥模擬實驗系統(tǒng)的研究[D]. 池桂良.吉林大學(xué) 2006
本文編號:3524500
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