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新型旋转导向管喷动床干燥机研究

作　者: 李小果
导　师: 徐圣言；刘伟民
学　校: 江苏大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 喷动床放大干燥旋转导向管模型
分类号: TS210.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

喷动床具有传递效率高、适用于热敏性物料、可用于多种单元操作的优点,引起了国内外学者的广泛关注。到目前为止,喷动床已经具有多种结构形式,但是其大型化和工业化仍然困难。导向管喷动床是传统喷动床的发展,具有消除喷动区和环形区交互流,提高颗粒适应性,压降减小,最大床层高增加等优点,但是仍然难以达到到工业化应用的程度。针对目前喷动床难以大型化,无法实现工业化应用的现状,在导向管喷动床的基础上提出了旋转导向管喷动床的新型结构。本课题旨在研究该新型结构的可行性及探索放大的前景。以小麦为物料进行了旋转导向管喷动床空气动力学特性实验,研究了风速—压降关系,风量—循环量关系,以及物料的循环运动。并测到了相应的曲线。以小麦为实验物料,在该新型喷动床上进行了一系列干燥实验,包括:装料量实验,工艺优化正交实验,变温实验,缓苏干燥实验。得到了各实验的干燥曲线和热耗值,并和以前的研究结果进行了比较。装料量对于热耗和粮温、排气温度具有重要影响;本实验条件下最佳装料量为25kg(湿物料)。工艺优化实验考察了入口风温、风量、装料量三个因素对于热耗的影响,其中入口风温和装料量对于热耗具有显著影响,风量的影响不明显;最佳工艺为入口风温90℃,风量98m~3/h(20℃,101.3kPa),装料量25kg。变温干燥实验表明:干燥初期采用较高入口风温然后逐渐降低可以抑制粮温增加,且物料最低含水量低,热耗低。缓苏干燥对于热耗没有明显影响,但是缓苏时间越长粮温越低,有利于保持物料的品质。进行了旋转导向管喷动床传递模型的研究,初步建立了喷动区、喷泉区、环形区的数学模型,模型预测值与实验值较为接近。

全文目录

第一章绪论  13-19
  1．1 喷动床的发展  13
  1．2 喷动床的喷动原理及特点  13-15
    1．2．1 喷动原理  13-14
    1．2．2 喷动床的特点及局限  14-15
  1．3 喷动床的应用  15
  1．4 传统喷动床的局限  15-16
  1．5 喷动床的改进  16-18
    1．5．1 改进气体喷嘴  16
    1．5．2 改进床身形态喷动床  16-17
    1．5．3 改进喷动区状态  17-18
    1．5．4 改进环形区的状态  18
  1．6 喷动床发展中存在的问题  18
  1．7 论文主要内容  18-19
第二章旋转导向管喷动床结构特征及流体力学特性实验研究  19-24
  2．1 旋转导向管喷动床的结构特征  19-21
    2．1．1 喷嘴  19-20
    2．1．2 导向管  20-21
    2．1．3 床体  21
  2．2 旋转导向管喷动床流体力学特性实验研究  21
    2．2．1 实验装置、实验方法  21
  2．3 实验结果与分析  21-23
    2．3．1 风速-压降关系  21-22
    2．3．2 循环量与喷嘴风速的关系  22-23
    2．3．3 物料的循环  23
  2．4 本章小结  23-24
第三章旋转导向管喷动床恒温干燥实验研究  24-34
  3．1 概述  24-26
    3．1．1 喷动床干燥的机理  24-25
    3．1．2 旋转导向管喷动床的传热传质  25
    3．1．3 实验设备及材料  25-26
  3．2 装料量对旋转导向管喷动床干燥特性的影响实验  26-29
    3．2．1 实验方法  26
    3．2．2 实验结果曲线  26-28
    3．2．3 实验结果分析  28-29
  3．3 旋转导向管喷动床内粮温分布实验  29-30
    3．3．1 传统喷动床的温度分布  29
    3．3．2 实验  29-30
  3．4 旋转导向管喷动床干燥小麦优化试验  30-33
    3．4．1 试验方法  30
    3．4．2 试验设计  30-31
    3．4．3 试验指标  31
    3．4．4 数据分析与讨论  31-33
  3．5 总结  33-34
第四章旋转导向管喷动床缓苏干燥和变温干燥实验研究  34-41
  4．1 带缓苏干燥  34-37
    4．1．1 实验方法  34-35
    4．1．2 实验结果  35-36
    4．1．3 热耗分析  36-37
  4．2 变温干燥  37-41
    4．2．1 实验方法  37
    4．2．2 实验结果  37-39
    4．2．3 实验分析  39-40
    4．2．4 总结  40-41
第五章旋转导向管喷动床数学模型及传递分析  41-53
  5．1 CSB模型的研究进展  41-42
    5．1．1 等温一维轴向模型  41
    5．1．2 流管模型  41
    5．1．3 非等温一维轴向模型  41-42
    5．1．4 非等温流管反应模型  42
    5．1．5 气固流动-反应耦合模型  42
  5．2 旋转导向管喷动床数学模型探索  42-49
    5．2．1 喷动区基本模型  43-45
    5．2．2 喷动区传递系数和有关特性参数模型  45-47
    5．2．3 喷泉区模型  47
    5．2．4 环形区模型  47-49
  5．3 模型验证  49-51
    5．3．1 实验条件  49
    5．3．2 相关特性参数计算  49-51
  5．4 总结  51-53
第六章结论、存在的问题及展望与建议  53-55
  6．1 结论  53-54
  6．2 存在的问题  54
  6．3 展望与建议  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录：实验数据  59-65
  装料量实验数据  59-60
  正交实验数据  60-62
  变温实验数据  62
  缓苏干燥实验数据  62-65
在校期间发表论文及科研成果  65

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