本文選題：糧食干燥　切入點(diǎn)：水分在線(xiàn)　出處：《華南農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展最重要的戰(zhàn)略物質(zhì),其干燥能耗、品質(zhì)、效率倍受關(guān)注,由于構(gòu)成和影響糧食干燥過(guò)程發(fā)展的因素繁多,介質(zhì)狀態(tài)和糧食物性、質(zhì)構(gòu),集群組態(tài)、流態(tài)、位置伴隨干燥過(guò)程實(shí)時(shí)變化,反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致熱、質(zhì)交換、干燥(?)及其傳遞方向發(fā)生本質(zhì)的變化,瞬態(tài)傳輸過(guò)程動(dòng)力在相際間的相互作用機(jī)制極其復(fù)雜,單純依賴(lài)物理檢測(cè)手段還很難得到能夠代表系統(tǒng)特征較為可靠的測(cè)量結(jié)果,可以期待的重要途徑之一是通過(guò)模型解析,揭示其變化規(guī)律,得到能客觀、真實(shí)地反映干燥過(guò)程的水分在線(xiàn)分析解,實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程自適應(yīng)控制。為此,本文僅僅圍繞優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全、環(huán)保的糧食干燥目標(biāo),以發(fā)展糧食水分在線(xiàn)解析理論,合理的干燥能量匹配為主要任務(wù),從干燥系統(tǒng)定性特征參數(shù)、無(wú)量綱分析入手,采用理論分析與試驗(yàn)考證相結(jié)合的方法,針對(duì)特定的糧食干燥系,揭示其系統(tǒng)特征,工藝和過(guò)程擾動(dòng)等相互聯(lián)系和相互作用機(jī)制,說(shuō)明過(guò)程解析方法;同時(shí),對(duì)干燥系統(tǒng)進(jìn)行能效評(píng)價(jià)。論文研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)理論推導(dǎo)出干燥系統(tǒng)無(wú)量綱;同時(shí),基于薄層干燥水分?jǐn)U散模型、深層干燥質(zhì)量守恒原理、態(tài)函數(shù)和不可逆熱力學(xué)分析方法,建立并求解了糧食深層干燥基礎(chǔ)方程,獲得了順流、逆流、橫流和靜置層干燥方式下糧食自由含水比率和干燥速率分布解析式;解析結(jié)果表明:糧食在順流層內(nèi)經(jīng)歷持續(xù)降速干燥的過(guò)程,干燥速率的最大點(diǎn)發(fā)生在干燥初期,即干燥層熱風(fēng)入口位置,存在含水比率初期迅速降低,后期變化極其平緩的過(guò)程;深層逆流干燥,存在干燥速率的極值點(diǎn),最大干燥速率不一定在干燥層熱風(fēng)出口和入口位置,在通風(fēng)溫度、濕度、送風(fēng)量相同的干燥條件下,逆流干燥速率明顯高于順流,表明了逆流干燥能量利用效果優(yōu)于順流;糧食在橫流和靜置層內(nèi)的干燥特性相同,進(jìn)風(fēng)側(cè)和出風(fēng)側(cè)的干燥速率相差很大,表明干燥的均勻性和品質(zhì)差,干燥效率低;(2)在論證單一籽粒不同方向上與籽粒整體去水特性相似的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出表征深層干燥過(guò)程的理論表達(dá)式;并對(duì)深層干燥系統(tǒng)中定性特征參數(shù)進(jìn)行理論分析和定量評(píng)價(jià);(3)研究干燥體積收縮,引入體積膨脹系數(shù),給出不同含水率糧食在干燥層內(nèi)的干燥時(shí)間和平均流速的理論表達(dá)式;同時(shí),以稻谷干燥為例,試驗(yàn)考察稻谷形態(tài)特征、含雜率、容腔幾何結(jié)構(gòu)大小和形狀對(duì)體積膨脹系數(shù)的影響,研究結(jié)果表明,形態(tài)特征、含雜率對(duì)體積膨脹系數(shù)影響比較顯著,而容腔幾何結(jié)構(gòu)大小和形狀不顯著,在特定的干燥系統(tǒng)中,稻谷的體積膨脹系數(shù)為確定的常數(shù);(4)參考5HNH-15型稻谷逆流熱風(fēng)干燥機(jī),建立糧食多段逆流緩蘇干燥過(guò)程解析模型,并根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)條件,對(duì)實(shí)際干燥過(guò)程進(jìn)行模型解析,結(jié)果表明:解析結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有很好的一致性,過(guò)程含水率偏差不超過(guò)±0.3%w.b.,出糧含水率偏差僅為-0.14%w.b.,驗(yàn)證了模型解析的可靠性;(5)基于(?)理論的干燥系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)法,分別對(duì)糧食低溫循環(huán)干燥機(jī)和連續(xù)式糧食干燥機(jī)耗能情況進(jìn)行分析,結(jié)果顯示:造成低溫循環(huán)干燥機(jī)平均熱效率和(?)效率偏低的主要原因在于干燥過(guò)程的能量匹配較差,但干燥系統(tǒng)的單位熱耗量為5200kJ/kg,與國(guó)標(biāo)7400 kJ/kg相比,節(jié)能仍有29.7%;而連續(xù)式干燥機(jī)平均熱效率和(?)效率相對(duì)比較理想,干燥系統(tǒng)的單位熱耗量為2944.6kJ/kg,與國(guó)標(biāo)7400 kJ/kg相比,節(jié)能達(dá)到60.2%,節(jié)能效果明顯。研究結(jié)果表明,合理匹配干燥過(guò)程參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)糧食優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能干燥;(6)說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)存在糧食升溫、蒸發(fā)出的水分升溫、慣性流動(dòng)以及干燥室散熱等不可逆熱損,并把這些損失都折算到糧食升溫上,給出表征系統(tǒng)熱損的熱損比熱容理論表達(dá)式;同時(shí),提出一種評(píng)價(jià)干燥系統(tǒng)性能的方法,即系統(tǒng)最大熱效率,說(shuō)明了試驗(yàn)測(cè)定的方法。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定了循環(huán)干燥機(jī)和連續(xù)式干燥機(jī)的最大熱效率,并求得系統(tǒng)的熱損比熱容值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S375

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1556356