【摘要】：谷物干燥是谷物收獲后儲(chǔ)藏前的必備工作,現(xiàn)有的谷物干燥裝備多采用電能或燃料燃燒的熱能作為干燥能源,能耗大,成本高,有污染。隨著全球能源、環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯,研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能集熱新型綠色低耗谷物干燥裝備顯得迫在眉睫。 本文利用太陽(yáng)能集熱器、翅片式液—?dú)鉄峤粨Q干燥床、真空平板保溫玻璃干燥倉(cāng)等,開(kāi)展以太陽(yáng)能為熱源的真空平板玻璃谷物干燥裝備研究,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)真空平板玻璃谷物干燥裝備,對(duì)干燥倉(cāng)內(nèi)熱交換及熱流流動(dòng)進(jìn)行建模與仿真計(jì)算,分析研究谷物干燥裝備的相關(guān)工藝和技術(shù)路線(xiàn),以期實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程的節(jié)能、環(huán)保、高效。 谷物干燥倉(cāng)的關(guān)鍵零件是液—?dú)鉄峤粨Q干燥床,其傾斜角度、待干燥谷物層流速度、糧層厚度、干燥倉(cāng)的通風(fēng)量和熱風(fēng)速度等對(duì)谷物的干燥品質(zhì)具有重要影響。通過(guò)建立液態(tài)熱源與冷風(fēng)的傳熱方程,研究管片式熱交換干燥床的熱交換過(guò)程,研究熱源溫度和流量對(duì)冷空氣加熱過(guò)程的影響,得出系統(tǒng)換熱系數(shù),計(jì)算每一層管片的空氣出口溫度。利用薄層干燥方程建立谷物內(nèi)部水分的流動(dòng)模型,通過(guò)分層計(jì)算的方法研究干燥循環(huán)次數(shù)和干燥時(shí)間對(duì)谷物含水率的影響。 分析研究表明,液—?dú)鉄峤粨Q床采用與水平面成30°的傾角對(duì)提高干燥效率和干燥品質(zhì)有利,主風(fēng)道通風(fēng)速度為16.11m/s,谷物在熱交換床上的質(zhì)量流量為13.56kg/min,糧層厚度為315mm時(shí),干燥倉(cāng)內(nèi)的通風(fēng)量能滿(mǎn)足谷物干燥的要求。通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)速和風(fēng)阻進(jìn)行計(jì)算與仿真,得到通風(fēng)系統(tǒng)總阻力壓降為430.38Pa,熱交換床通風(fēng)阻力壓降為117Pa,糧層通風(fēng)阻力壓降為7564.6Pa。 對(duì)液—?dú)鉄峤粨Q床熱源的流動(dòng)情況以及空氣與翅片的熱交換過(guò)程進(jìn)行有限元分析,熱交換床扁管中熱源溫度為80℃、質(zhì)量流速為0.4kg/s時(shí),各層熱交換床空氣出口溫度能滿(mǎn)足谷物干燥的要求。為了驗(yàn)證熱交換床的換熱量計(jì)算,進(jìn)行熱交換床熱交換實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明干燥倉(cāng)內(nèi)最底層熱交換床通風(fēng)出口溫度能達(dá)到45.1℃,第二層熱交換床通風(fēng)出口溫度能達(dá)到54.2℃,最高層熱交換床通風(fēng)出口溫度能達(dá)到57.9℃,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算值較為一致。 對(duì)谷物內(nèi)部水分的流動(dòng)模型研究結(jié)果表明,谷物含水率隨干燥循環(huán)次數(shù)的增加而降低,但谷物內(nèi)部含水率的降低幅度不斷變小,歷經(jīng)12次干燥循環(huán)后,谷物含水率可達(dá)到12.9%,可達(dá)到完成谷物干燥的目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK513
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本文編號(hào)：2651755