針對現(xiàn)有過熱蒸汽干燥裝備存在的設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、需另設(shè)過熱蒸汽發(fā)生裝置、尾氣難以高效回收利用及降速干燥階段產(chǎn)品品質(zhì)變差等問題,本文研究設(shè)計了一套以物料作為蒸汽發(fā)生源的過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由物源性過熱蒸汽干燥系統(tǒng)和余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)組成,其中物源性過熱蒸汽干燥系統(tǒng)是以物料自身作為蒸汽源,即物料在高溫環(huán)境中,自身水分受熱蒸發(fā)形成蒸汽,隨著干燥的進行,干燥室內(nèi)原有介質(zhì)(熱空氣)介質(zhì)最終轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽并作為干燥介質(zhì),去除物料中剩余水分;物源性過熱蒸汽干燥階段排出的尾氣進入余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)的緊湊型換熱器中,尾氣余熱冷凝釋放熱量,并通過換熱器向外傳遞熱量,因此在余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)中,緊湊型換熱器作為―熱源‖,干燥物料,實現(xiàn)了潛熱的回收利用。在物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)基礎(chǔ)上,以海帶為原料,研究了海帶干燥特性,并借助數(shù)學(xué)手段對海帶內(nèi)水分遷移及熱量傳遞過程進行數(shù)值模擬和分析;并以干燥能耗和產(chǎn)品品質(zhì)為指標,對熱風(fēng)干燥與物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)進行對比分析,以評價物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)的應(yīng)用價值。本論文研究開展的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1、...

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 海帶干燥技術(shù)及其存在的問題
        1.1.1 海帶營養(yǎng)價值與產(chǎn)量
        1.1.2 傳統(tǒng)海帶干燥技術(shù)
        1.1.3 存在的主要問題
    1.2 過熱蒸汽干燥技術(shù)理論分析
        1.2.1 過熱蒸汽概述
        1.2.2 過熱蒸汽干燥機理
        1.2.3 過熱蒸汽干燥特性
    1.3 過熱蒸汽干燥設(shè)備及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.3.1 常壓過熱蒸汽干燥設(shè)備及其應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.2 高壓過熱蒸汽干燥設(shè)備及其應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.3 低壓過熱蒸汽干燥設(shè)備及其應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 過熱蒸汽干燥優(yōu)勢與技術(shù)難題
        1.4.1 過熱蒸汽干燥優(yōu)勢
        1.4.2 過熱蒸汽干燥技術(shù)難題
    1.5 蒸汽潛熱回收利用技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.6 過熱蒸汽干燥數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.7 課題提出及研究意義
    1.8 本文主要研究內(nèi)容
    1.9 技術(shù)路線
第二章 物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)設(shè)計與研制
    2.1 前言
    2.2 設(shè)計思路與方案
        2.2.1 物源性過熱蒸汽干燥系統(tǒng)設(shè)計思路與方案
        2.2.2 余熱回收干燥系統(tǒng)設(shè)計思路與方案
    2.3 物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    2.4 工作原理及設(shè)備特點
        2.4.1 工作過程及原理
        2.4.2 設(shè)備特點
    2.5 關(guān)鍵配件設(shè)計及選型
        2.5.1 物源性過熱蒸汽干燥系統(tǒng)關(guān)鍵配件設(shè)計與選型
        2.5.2 余熱回收干燥系統(tǒng)關(guān)鍵配件設(shè)計與選型
        2.5.3 系統(tǒng)保溫及保溫材料選擇
    2.6 本章小結(jié)
第三章 緊湊型換熱器設(shè)計及其干燥理論分析
    3.1 前言
    3.2 緊湊型換熱器的設(shè)計思路
        3.2.1 換熱管尺寸設(shè)計
        3.2.2 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 換熱器選型及結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.1 換熱器材料的選擇
        3.3.2 換熱管的選型
        3.3.3 緊湊型換熱器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.4 緊湊型換熱器流動與傳熱分析
        3.4.1 幾何模型與基本假設(shè)
        3.4.2 數(shù)學(xué)模型建立
        3.4.3 初始條件和邊界條件的設(shè)定
        3.4.4 傳熱量的計算
    3.5 緊湊型換熱器干燥試驗與傳熱傳質(zhì)模擬分析
        3.5.1 干燥模式設(shè)計與試驗研究
        3.5.2 數(shù)學(xué)模型與定解條件
        3.5.3 能量利用分析與計算
    3.6 換熱器流動與傳熱結(jié)果分析
        3.6.1 流體流動特性結(jié)果與分析
        3.6.2 換熱器換熱性能結(jié)果與分析
    3.7 不同干燥模式理論計算與實測對比分析
        3.7.1 不同干燥模式海帶傳熱傳質(zhì)對比分析
        3.7.2 不同干燥模式海帶干燥速率對比分析
        3.7.3 不同干燥模式下能量利用對比分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 海帶熱力學(xué)基本特性參數(shù)研究
    4.1 前言
    4.2 實驗原料
    4.3 實驗儀器設(shè)備
    4.4 熱導(dǎo)率測定試驗
        4.4.1 測定原理
        4.4.2 實驗裝置
        4.4.3 測定方法
    4.5 熱擴散系數(shù)測定試驗
        4.5.1 測定原理
        4.5.2 實驗裝置
        4.5.3 測定方法
    4.6 比熱容
    4.7 結(jié)果與分析
        4.7.1 熱導(dǎo)率預(yù)測模型建立與分析
        4.7.2 熱擴散系數(shù)預(yù)測模型建立與分析
        4.7.3 比熱容預(yù)測模型建立與分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 海帶物源性過熱蒸汽干燥特性及干燥動力學(xué)研究
    5.1 前言
    5.2 實驗材料
    5.3 實驗儀器設(shè)備
    5.4 實驗方法
        5.4.1 干燥方法
        5.4.2 干燥特性參數(shù)的計算
        5.4.3 有效擴散系數(shù)與活化能
        5.4.4 干燥動力學(xué)研究
    5.5 結(jié)果與分析
        5.5.1 海帶表面溫度變化結(jié)果與分析
        5.5.2 海帶過熱蒸汽干燥特性結(jié)果與分析
        5.5.3 海帶水分有效擴散系數(shù)結(jié)果與分析
        5.5.4 海帶干燥動力學(xué)模擬與分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 海帶物源性過熱蒸汽干燥傳熱傳質(zhì)耦合模擬研究
    6.1 前言
    6.2 海帶干燥過程理論分析
    6.3 模型假設(shè)
    6.4 海帶傳熱傳質(zhì)理論分析與模型建立
    6.5 傳熱傳質(zhì)控制方程的初始條件和邊界條件
        6.5.1 初始條件
        6.5.2 傳熱控制方程的邊界條件
        6.5.3 傳質(zhì)控制方程的邊界條件
    6.6 模型物性參數(shù)確定
        6.6.1 濕空氣熱力學(xué)特性參數(shù)
        6.6.2 過熱蒸汽熱力學(xué)特性參數(shù)
        6.6.3 海帶熱力學(xué)特性參數(shù)
    6.7 模型求解
        6.7.1 數(shù)值分析方法
        6.7.2 網(wǎng)格劃分
        6.7.3 方程離散化和編程求解
    6.8 結(jié)果與討論
        6.8.1 物源性過熱蒸汽干燥室內(nèi)介質(zhì)變化規(guī)律結(jié)果分析
        6.8.2 海帶干燥過程傳熱傳質(zhì)模擬結(jié)果分析
        6.8.3 海帶干燥延遲理論預(yù)測結(jié)果分析
    6.9 本章小結(jié)
第七章 海帶物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥的能耗與物理品質(zhì)研究
    7.1 前言
    7.2 實驗材料
    7.3 實驗儀器設(shè)備
    7.4 實驗方法
        7.4.1 物源性過熱蒸汽聯(lián)合余熱回收節(jié)能干燥系統(tǒng)干燥方法
        7.4.2 熱風(fēng)干燥方法
        7.4.3 海帶物理品質(zhì)分析方法
        7.4.4 能量消耗單元分析與理論計算
    7.5 結(jié)果與分析
        7.5.1 海帶色澤對比分析
        7.5.2 海帶復(fù)水比對比分析
        7.5.3 海帶收縮率對比分析
        7.5.4 能耗計算結(jié)果與節(jié)能分析
    7.6 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號：3810192