發(fā)布時(shí)間：2022-01-22 18:47

　　玉米是世界上主要糧食作物,探究其干燥過程中的傳熱傳質(zhì)特性,不僅可以預(yù)測干燥過程中溫度和含水率變化,也可為優(yōu)化干燥過程、提高干燥品質(zhì)提供理論依據(jù)。傳統(tǒng)的研究方式通過二維模型對玉米干燥過程進(jìn)行分析,由于二維模型精度低使得結(jié)果不準(zhǔn)確;近年來,三維建模仿真以直觀性、準(zhǔn)確性等優(yōu)勢逐漸成為干燥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文選取單個玉米籽粒為研究對象,通過建立三維仿真模型,針對玉米干燥過程中水分遷移特性及其影響因素進(jìn)行了仿真模擬及實(shí)驗(yàn)分析。首先,基于傳統(tǒng)的干燥理論分析,搭建了溫濕度可控?zé)犸L(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)臺,其特征在于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用電加熱及噴淋裝置等設(shè)備,且可實(shí)現(xiàn)變工況條件下系統(tǒng)宏觀物理參數(shù)的測量。利用本實(shí)驗(yàn)臺可對玉米干燥特性進(jìn)行多方面的分析研究。其次,針對玉米干燥過程中水分遷移特性,構(gòu)建了單個玉米籽粒熱風(fēng)干燥的三維多組分仿真模型。為接近玉米的生理結(jié)構(gòu)特征,實(shí)體模型由表皮、胚、軟質(zhì)胚乳和硬質(zhì)胚乳四部分組成。為提高數(shù)學(xué)模型精度,選取變物性參數(shù)替代定物性參數(shù)�；谟邢拊�,利用COMSOL Multiphysics對玉米干燥過程進(jìn)行仿真模擬,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。然后,基于仿真模型分析了干燥過程中玉米內(nèi)部水... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２玉米熱風(fēng)千燥系統(tǒng)示意圖??

第２章玉米熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)??熱風(fēng)干燥系統(tǒng)主要由噴淋室、加熱室、干燥室三部分組成。實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)各測點(diǎn)位置如??圖２－２所示，其中，加熱室進(jìn)出口設(shè)置了溫、濕度測點(diǎn)，干燥室進(jìn)口設(shè)置了溫、濕度及流??速測點(diǎn)，噴淋室進(jìn)出口設(shè)置了溫、濕度測點(diǎn)。??測速點(diǎn)１測溫點(diǎn)．１測溫點(diǎn)３?測溫點(diǎn)２?測溫點(diǎn)１??千燥室￣?１?＾一噴淋室一＾￣絮￣＾一噴淋室?＇＾Ｖｏ）??測濕點(diǎn)４?測濕點(diǎn)３?測濕點(diǎn)２?測濕點(diǎn)１??圖２－２玉米熱風(fēng)千燥系統(tǒng)示意圖??圖２－３為玉米熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型圖，圖中：１離心風(fēng)機(jī)，２噴淋室，３循環(huán)水??箱，４電加熱器，５干燥室。??ｊｊｊ／Ｆ??圖２－３玉米熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)臺模型??２．２熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)臺主要設(shè)備的選型及計(jì)算??２．２．１電加熱器及風(fēng)機(jī)選型??風(fēng)道尺寸為３００ｘ３００?ｍｍ，風(fēng)管截面流速最大不超過２?ｍ／ｓ，因此，風(fēng)量為６４８?ｍ３／ｈ。??在玉米干燥后期，水分蒸發(fā)速率降低，并且由于玉米皺縮，空氣阻力相應(yīng)的減小，此時(shí)可??以減小風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓。因此，在保證干燥質(zhì)量的前提下，考慮節(jié)能降耗，本文選用ＣＦ－１１型??低噪聲多翼式離心通風(fēng)機(jī)。??－９?－??

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文??．?ｐｍｍｍ??■Ｈｗｉｋ?ｌＢＲ??３ｊ??圖２－４離心式風(fēng)機(jī)??表２－１離心風(fēng)機(jī)選型標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)??數(shù)量?電壓?轉(zhuǎn)速?全壓?風(fēng)量?功率??（臺）?（Ｖ）?（ｒ／ｍｉｎ）?（Ｐａ）?（ｍ／ｈ）?（ｋＷ）??ＣＦ－１１－２Ａ?１?３８０?１４５０?３８０－２６０?７９０－１１２０?０．２５??玉米的初始含水率（干基）Ｍ〇在３０％左右，將其干燥至ＭｅｎｄＳｌ５％－１８％左右，除去??內(nèi)部自由水和部分物理結(jié)合水。為方便選型，此計(jì)算部分所需參數(shù)選取經(jīng)驗(yàn)值。假定環(huán)境??初始溫度為２５°Ｃ，干燥風(fēng)溫�。疲幔椋�?yàn)椋罚?#176;Ｃ，玉米的比熱容為１．６２?（ｋＪ／ｋｇ／°Ｃ），玉米的初始??溫度７ｂ為２５°Ｃ，水的相變潛熱�。玻担埃�?（ｋＪ／ｋｇ），烘干１?ｋｇ玉米所需熱量計(jì)算如下：??除濕量：??Ａ／ｌ?＝?ｌ－（ｌ?－Ａ／〇）／（ｌ?－Ａ／ｅｎｄ）?（２－１）??供干后玉米的質(zhì)量：??（２－２）??將玉米加熱至烘干溫度所需要的熱量：??Ｑｉ＝ｌ．６２Ｍ２?（ｒａｉｒ－７〇）?（２－３）??水分蒸發(fā)汽化潛熱為：??Ｑ２＝４．２Ｍｉ（ＴａｉｒＴ〇）?＋２５００Ｍｉ?（２－３）??干燥介質(zhì)（空氣）加熱至烘干溫度所需熱量：??０＝ｌ．〇ｌｘｌ．３ｘ６４８（ｒａｉ「ｒ〇）?（２－４）??考慮１５％的熱損失，烘干所需要的總熱量為：??Ｑ?＆＝１．１５（Ｑ］＋Ｑ２＋Ｑ３）?（２－５）??根據(jù)上述計(jì)算公式，可以得出烘干１?ｋｇ玉米所需熱量為５８６４４．６３?ｋＪ。??由以上計(jì)算得出烘干１?ｋｇ玉米１小時(shí)所需總加熱量為５８６４４．６３?ｋＪ，則整個干燥過程??中單位時(shí)間

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]玉米不同部位化學(xué)成分、藥理作用、利用現(xiàn)狀研究進(jìn)展[J]. 楊小倩,郅慧,張輝,孫佳明.  吉林中醫(yī)藥. 2019(06)
[2]玉米的品質(zhì)特性及綜合利用研究進(jìn)展[J]. 馬先紅,李峰,宋榮琦.  糧食與油脂. 2019(01)
[3]塔式玉米除濕熱泵連續(xù)烘干系統(tǒng)的模擬及應(yīng)用[J]. 魏娟,楊魯偉,張振濤,張沖,李偉釗,李博.  中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]玉米籽粒的傳質(zhì)干燥模擬及實(shí)驗(yàn)分析[J]. 黃凱,陳興付,陳鵬梟,王鳳賀,涂廣,趙宇,劉相東,楊德勇.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]白菜種子熱泵干燥特性模擬[J]. 趙海波,楊昭.  化工學(xué)報(bào). 2014(S2)
[6]SolidWorks:簡化的3D設(shè)計(jì)[J]. 杜瑩.  中國制造業(yè)信息化. 2012(Z1)
[7]白菜種子熱泵干燥過程研究[J]. 楊昭,李思遠(yuǎn),寇曉紅,王娟.  太陽能學(xué)報(bào). 2008(05)
[8]玉米干燥過程中顆粒內(nèi)部應(yīng)力分析與預(yù)測[J]. 劉雪強(qiáng),陳曉光,吳文福,王永利,王治剛.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2006(S1)
[9]菜豆種子干燥動力學(xué)過程中種皮效應(yīng)的研究(英文)[J]. 楊俊紅,郭錦棠,段增賓,劉冰,褚治德,吳樹民.  Transactions of Tianjin University. 2002(04)
[10]蔬菜種子干燥的內(nèi)部水分?jǐn)U散機(jī)理[J]. 楊俊紅,褚治德,孟憲玲,江菊元,諸凱,呂燦仁.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)

博士論文
[1]熱泵干燥熱力學(xué)分析及典型物料干燥性能研究[D]. 張緒坤.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]煙葉烘烤過程中的熱濕分析與優(yōu)化[D]. 包亞峰.重慶大學(xué) 2015
[2]基于實(shí)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
[3]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
[4]基于聲學(xué)和圖像分析的玉米應(yīng)力裂紋檢測方法研究[D]. 張杰.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3602713