杨小静[1]2002年在《流化床干燥玉米的理论研究》文中研究指明本文对近年来随着干燥技术的发展而引起关注的流化床干燥技术进行了系统的研究。流化床技术由于具有传热效率高、密封性能好等优点而在化工、轻工、医药、食品以及建材工业都得到广泛应用。本课题是河北省热能重点学科干燥方向关于物料下燥特性的研究，主要利用流化床技术对玉米进行干燥。首先，对现存的干燥试验台进行调试并做了系列试验，然后对试验数据进行分析，得到风温、风速、物料量等因素对玉米干燥特性的影响，并根据试验数据进行理论推导，利用Page方程和扩散方程进行数学模拟并加以比较，求出适合于玉米的干燥数学模型，找出玉米干燥的客观规律，这对实践将有重大的指导意义。最后，根据本人在试验过程中遇到的问题，提出一些建议，为下一步工作打下基础。
王永刚[2]2002年在《流化床干燥玉米的理论与实验研究》文中指出与其他干燥技术相比较，流化床具有更多优点。流化床床层的温度是均匀一致的，沿物料的运动方向其温度分布亦均匀一致，而且温度易于控制，热质传递强度大，因此流化床的加热速度快，且产量高、不易损害谷物品质。因此本课题选用流化床作为干燥器，以玉米为物料，主要进行了以下几个方面的研究工作： 1、设计计算、加工制造及安装调试了一套流化床谷物干燥实验设备。 2、以玉米为物料进行实验，研究了流化床谷物干燥机理以及各种因素对干燥过程的影响，得出了流化床谷物干燥规律，为流化床谷物干燥器的理论研究及优化设计、控制和运行提供了可靠的依据。 3、在实验研究的基础上，应用数理统计的方法，建立了流化床干燥玉米的回归数学模型，并对所确定的流化床干燥模型进行了实验验证，证明了该模型能较准确的描述流化床干燥玉米时的干燥规律。此模型可为流化床干燥玉米的研究提供理论依据，从而可解决目前谷物干燥中急需解决的一些问题。 4、为了降低干燥过程中的能耗与费用，提高干燥的经济效益，对采用干燥器出口空气再循环的流化床谷物干燥的经济效益进行了分析研究。
杨历, 王永刚[3]2004年在《流化床谷物干燥模型的研究》文中研究指明在实验研究的基础上,应用数理统计的方法,建立了流化床干燥玉米的回归数学模型,并对所确定的流化床干燥模型进行了实验验证,证明该模型能较准确的描述流化床干燥玉米时的干燥规律.此模型可为流化床干燥玉米的研究提供理论依据.
杨小静, 刘春元[4]2003年在《流化床干燥玉米的理论及试验结果分析》文中指出对流化床干燥玉米的试验数据进行了理论分析,利用Page方程拟合试验数据,求出适合于玉米的数学模型,并把理论计算的结果与试验数据进行比较,虽然理论模型与试验数据存在一定的误差,但在基本上可定性的反映玉米干燥特性的规律.
张国芳[5]2008年在《流化床干燥生物质秸秆的实验研究》文中研究说明农作物秸秆是我国农村常见的农业废弃物,具有可再生、分布广、资源量大等特点,此类生物质原料的能源化利用对于改善我国的能源结构、保障能源安全、降低环境污染具有十分重要的意义。近十年来,生物质秸秆能源的开发应用技术研究得到了大力发展,但由于刚收获的秸秆含湿量都在50%～70%,无论是秸秆能源的哪种利用方式(气化、液化、固化等),都需要对其进行干燥,使其含湿量降到15%以下才可利用。因此,国家“十五”“863”计划项目“生物质气化发电优化系统及其示范工程”的子课题“农业废弃物流化床气化过程预处理技术研究”把在生物质能源中占主导地位的农作物秸秆的快速、高效干燥作为一个重要内容开展研究。流化床技术由于具有传热效率高、温度均匀、密封性能好等优点而在化工、轻工、医药、食品以及建材工业都得到广泛应用。本文全面系统地进行了秸秆的各种理化特性、热重特性和等温干燥特性实验,归纳了这些特性对秸秆干燥过程的影响;在此基础上,主要利用流化床干燥技术对油菜秸秆的流化特性和等温干燥特性进行了研究。首先,利用有机玻璃流化床试验台进行了油菜秸秆的冷态流化实验,分析了秸秆粒径、长度、床层高度等因素对秸秆流化特性的影响,得出秸秆的合适流化粒径、临界流化速度;然后对油菜秸秆进行了等温干燥实验,获得了不同风温、风速、初含湿量下的等温干燥曲线,分析了它们的共同点和不同点;根据试验数据进行理论推导,利用Page方程进行数学模拟并与实验数值加以比较,找出适合秸秆的干燥数学模型;在此定性描述的基础上,用SPSS数据分析软件对风温、风速、初含湿量与干燥速率之间的相关性进行了显着性检验和偏相关性分析,得出了它们与干燥速率之间的定量偏相关系数,它们对干燥特性的影响效果,这对秸秆的规模化工业利用将有重大的指导意义。
程良梅[6]2007年在《Rijke管型自激式脉动流化床燃烧、脱硫和干燥特性实验研究》文中研究表明脉动燃烧技术具有燃烧强度高、燃烧效率高、传热效率高、排烟污染小、能形成自吸以及结构紧凑，节省固定投资等特点。流化床燃烧技术是一门比较成熟的已得到广泛推广应用的燃烧技术。浙江大学热能工程研究所将脉动燃烧与流化床燃烧相结合，提出了Rijke管型自激式脉动流化床的概念。本文就这种新型燃烧方式的燃烧特性、烟气脱硫特性和干燥特性进行了研究，以完善Rijke管型自激式脉动流化床的研究工作，为流化床领域的研究拓宽新的思路和研究方向。首先本文在综述了国内外流化床技术、脉动燃烧技术及二者相结合的脉动流化床燃烧技术的燃烧效率，脱硫特性及干燥特性研究进展的基础上，提出了本课题的研究工作。接着本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床燃烧特性的实验研究，研究了静止床层高度、进口空燃比及燃烧区温度对燃烧效率的影响，研究发现：Rijke管型自激式脉动流化床的燃烧效率非常高，在进口空燃比只有0.8～0.9的情况下，燃烧效率仍然能达到接近100％。而后本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床脱硫特性的实验研究，研究了在不同Ca／S比、不同床层燃烧温度、不同脱硫剂颗粒尺寸及不同SO_2初始浓度情况下，脉动与非脉动两种工况的脱硫特性，研究发现：Rijke管型自激式脉动流化床脱硫特性和常规流化床脱硫特性相似，但脉动的存在更有利于流化床脱硫反应的进行。最后本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床干燥特性的实验研究及数学模型的初步研究，在实验研究了床层料厚、干燥温度，干燥风速及干燥物料粒径各因素对脉动流化床干燥特性的影响基础上，采用常用薄层干燥模型对干燥实验数据进行了拟合研究，考虑到脉动燃烧的存在对物料干燥的影响，对常用薄层干燥模型进行了一定程度的改善，获得了更适合Rijke管型自激式脉动流化床干燥的薄层干燥模型，对这种新型燃烧方式在干燥领域的应用具有一定的指导作用。
张健平[7]2016年在《油菜籽流化床干燥传热传质特性与布风板结构参数优化的研究》文中进行了进一步梳理菜籽油是我国主要的食用植物油之一,是世界上第叁大食用植物油,仅次于大豆油和棕榈油,并在全球的经济发展上具有非常重要的作用和地位,从而受到全世界各国的普遍重视。然而油菜籽在高温高湿环境下特别容易生长霉菌,导致高水分油菜籽霉变,需尽可能在短时间内将其干燥至安全储藏水分的范围内。流化床干燥(热空气)可满足油菜籽安全储藏的要求,也能提高干燥效率和干燥品质,是油菜籽较理想的一种干燥技术。因此,本文结合大量的实验和理论分析,深入系统地研究流化床干燥特性和气-固两相传热传质规律,确定适合于油菜籽流化床干燥的干燥动力学模型,优化干燥工艺条件。并在此基础上,通过理论分析、试验研究和数值模拟,优化设计布风板的开孔率、布孔方式和结构尺寸,以确定最佳布风板的具体结构,进而揭示最佳布风板的气-固传热传质规律,为新干燥设备的开发,以及现有设备性能的改进提供理论依据。主要的研究内容如下：(1)通过实验深入研究了油菜籽初始含水率、热空气温度和热空气流速3个影响因素对油菜籽流化床干燥过程的影响,研究结果表明：油菜籽初始含水率越大、热空气温度越高和热空气流速越大,油菜籽流化床干燥速率、干燥热效率、对流传热传质系数以及水分有效扩散系数越大：3个影响因素对干燥速率和平均对流传热传质系数的敏感性顺序依次为：油菜籽初始水率>热空气温度>热空气流速；对水分有效扩散系数的敏感性顺序依次为：热空气温度>热空气流速>油菜籽初始含水率。(2)采用目标函数法对油菜籽流化床干燥速率进行优化,利用MATLAB7.0软件的非线性规划求解进行优化计算,优化结果发现3个影响因素的最优水平组合为：最佳优化工艺条件是油菜籽初始含水率为23.44%、热空气流速为2.25m/s和热空气温度为65℃。(3)通过4种常见薄层干燥动力学模型对试验数据进行非线性拟合,比较相关系数R2、卡方值X2和均方根误差RMSE 3个评价指标,发现Page模型是描述油菜籽流化床干燥失水规律的最优模型(R2=0.9993)。在此基础上,通过试验数据的拟合和响应曲面分析,分别建立了模型参数n和k的二次多项回归方程,从而进一步建立了油菜籽流化床干燥动力学模型,该模型能够较好地预测油菜籽流化床干燥过程的失水规律,其试验值与模型预测值的符合程度高,最大相对误差仅为3.2%。(4)通过Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行响应面分析,分别建立了平均对流传热传质系数和水分有效扩散系数的标准回归模型,通过试验验证,采用直接误差分析和成对双样本均值分析的t-检验分析试验值与模型预测值的差异性,结果表明：平均对流传热传质系数以及水分有效扩散系数的试验值与模型预测值的最大直接相对误差仅为4.4%、3.3%和2.8%,且无差异概率分别为0.9238、0.8633和0.9126,都大于给定显着水平0.05,表明这3个模型的预测值与试验值没有显着性差异,即平均对流传热传质系数和水分有效扩散系数的标准回归模型拟合较好,可靠性较高。(5)通过响应曲面分析方法,对任何2个因素的交互效应对平均对流传热传质系数和水分有效扩散系数的敏感性进行分析与评价,结果表明：初始含水率与热空气流速的交互作用对平均对流传热传质系数的影响最大,对水分有效扩散系数的影响最小;油菜籽初始含水率与热空气温度的交互作用的影响次之;热空气流速与热空气温度的交互作用对平均对流传热传质系数的影响最小,对水分有效扩散系数的影响最大：其中与平均对流传质系数的影响相比,各影响因素的交互作用对平均对流传热系数的影响稍小。(6)根据菲克第二定律,对试验数据进行线性回归拟合计算水分有效扩散系数和平均活化能,结果表明：水分有效扩散系数数量级为10-10～10-9 m2/s,分布在脱水食品的正常范围内(10-12～10-8m2/s)。油菜籽初始含水率在14.41%-29.72%范围内所对应的水分有效扩散系数为6.485x10-10-10.133×10-10m2/s：热空气流速在1.75-2.25m/s范围内所对应的水分有效扩散系数为7.296×10-10～9.525×10-10m2/s；热空气温度在45～65℃范围内所对应的水分有效扩散系数为5.269x 10-10～8.917x10-10 m2/s。油菜籽流化床干燥的平均活化能为22.84kJ/mol。(7)针对开孔率和布孔方式2个方面,优化设计了5种布风板(12.27%开孔率正叁角形布孔、14.10%开孔率正叁角形布孔、15.84%开孔率正叁角形布孔和15.84%开孔率正叁角形不均匀布孔),通过试验结果和数值模拟的结果进行对比分析,结果表明：与其他4种布风板相比,15.84%开孔率圆形不均匀布孔的布风板是油菜籽流化床干燥最佳的布风板,其不仅增强了热空气的流通性,减少了局部区域的热空气聚集,实现了气固两相流动的正常流态化,达到了流化床内油菜籽颗粒均匀分布,无沟流和死区的目的。同时也提高了流化床层内热空气温度沿轴向和径向分布的均匀性,扩大了径向高温区域的范围,增加了热空气与油菜籽颗粒以及油菜籽颗粒间的传热传质效率,增大了恒速干燥对流传热传质系数,从而提高了油菜籽流化床的干燥速率和干燥热效率,缩短了油菜籽流化床的干燥时间,减小了所需的单位能耗。(8)针对最佳布风板(15.84%开孔率正叁角形不均匀布孔),根据欧拉(Euler)方法的双流体模型和标准k-ε湍流模型,采用计算流体力学(CFD)分析软件Ansys Fluent 15.0进行数值模拟分析了流化床层气-固传热传质规律,结果表明：在整个热空气流化床干燥油菜籽颗粒的过程中,热空气温度发生了明显的变化,其先缓慢地下降,而后迅速地降低,最后在整个流化床上部的热空气温度趋于稳定。在布风板区域附近,热空气温度、热空气速度和油菜籽温度显着地增大并达到最大,远离布风板后都急速下降,最后趋于稳定,而表压强则沿着流化床高度的增加而急剧下降最后趋于零。在整个流化床层内气-固热量传递的主要推动力是气-固流速差、温度差和油菜籽颗粒体积分数,其中在布风板附近起主要控制作用的影响因素是气-固温度差,在远离近布风板位置,油菜籽颗粒体积分数和气.固流速差是主要的影响因素；气,固质量传递的主要推动力是油菜籽颗粒体积分数、气一固流速差和压强差,其中在布风板区域内起主要控制作用的影响因素是气一固速度差,在远离近布风板位置时,油菜籽颗粒体积分数和压强差是质量传递的主要控制因素。(9)结合数值模拟的结果和传热传质系数的经验公式,对最佳布风板传热传质系数的变化规律进行了分析,结果表明：沿着流化床高度(轴向),气,固传热传质系数都呈现出先升高后逐渐降低再略有上升的趋势：沿着流化床径向,气,固传热传质系数均呈现出中心处气,固传热传质系数较高,且变化平坦,基本保持不变,而近流化床壁面的两侧,都逐渐递减。
高华[8]2007年在《气固搅拌流化床的干燥特性实验研究》文中认为普通流化床以其良好的传热传质性能被广泛应用于颗粒物料的干燥操作，但其自身存在的一些缺点，如沟流、死床等，使它的应用范围受到了限制。搅拌流化床有效地避免了这些缺点，它提高了热质传递的强度，同时由于搅拌器破碎和分散团块状物料的作用，使得它的应用范围更广，在制药、食品和化工等领域均具有广阔的应用前景。因此，对搅拌流化床的研究具有较好的学术和经济价值。本文对气固搅拌流化床的流化和干燥传热特性进行了实验研究。实验共分为叁部分：第一部分，考察了D类物料(玉米碎粒、聚丙稀颗粒)在搅拌流化床中的流化特性，研究了搅拌对床层压降的影响以及搅拌转速、装料高度、颗粒粒径等参数对临界流化速度的影响，通过线性回归得到了临界流化速度关联式；第二部分，以玻璃珠为物料考察了各操作参数，如进口温度、操作气速、搅拌转速对恒速干燥段传热膜系数的影响。通过因次分析和数据回归得出了传热膜系数的关联式；第叁部分，以玉米碎粒为物料，考察了搅拌对床层干燥性能的影响以及搅拌转速、操作气速对干燥速率的影响。实验结果表明：搅拌降低了流化床的床层压降，改善了床层的初始流化状况。搅拌对临界流化速度的影响较为复杂，一般当转速较大时，临界流化速度随转速的增大而增大，与颗粒粒径基本呈线性关系，随装料高度的增加，搅拌对临界流化速度的影响变得不明显。在恒速干燥阶段，气体进口温度对传热膜系数的影响并不明显，传热膜系数随操作气速的增大而近似线性地增大，存在一个最佳搅拌转速使传热膜系数取得最大值。在一定转速范围内，搅拌改善了流化床的干燥性能，干燥速率随搅拌转速的增大而增大，但转速过高干燥速率反而会降低，气速对干燥速率的影响主要体现在恒速干燥段，干燥速率随气速的增大而增大。
尹磊昌, 王相友[9]2005年在《脉动流化床干燥玉米的试验分析》文中研究指明在脉动流化床上对玉米进行了干燥试验,分析了入口风温、风速、频率、床层料厚四个因素对干燥过程的影响规律.得出玉米在脉动流化床上干燥时,当脉动频率为6Hz时,脉动流化干燥性能最好;风速以6.3m/s为宜,当风速能够使床层物料产生脉动流化时,在此基础上改变风速,对传热传质不会有明显的影响;料层厚度对脉动流化干燥的影响最大,在保证床层物料能够流化的基础上,料层越厚越好;考虑减少单位热耗,应该适当降低风温;只考虑增加去水速度时,应该适当提高风温.
杨小静, 杨历[10]2003年在《流化床干燥玉米数学模型的讨论》文中认为对流化床干燥玉米的试验数据进行了理论分析,利用Page方程和扩散方程拟合试验数据,得到了流化床干燥玉米的数学模型。并将两种模型进行了分析比较。
参考文献：
[1]. 流化床干燥玉米的理论研究[D]. 杨小静. 河北工业大学. 2002
[2]. 流化床干燥玉米的理论与实验研究[D]. 王永刚. 河北工业大学. 2002
[3]. 流化床谷物干燥模型的研究[J]. 杨历, 王永刚. 河北工业大学学报. 2004
[4]. 流化床干燥玉米的理论及试验结果分析[J]. 杨小静, 刘春元. 河北工业大学学报. 2003
[5]. 流化床干燥生物质秸秆的实验研究[D]. 张国芳. 江苏大学. 2008
[6]. Rijke管型自激式脉动流化床燃烧、脱硫和干燥特性实验研究[D]. 程良梅. 浙江大学. 2007
[7]. 油菜籽流化床干燥传热传质特性与布风板结构参数优化的研究[D]. 张健平. 中国科学技术大学. 2016
[8]. 气固搅拌流化床的干燥特性实验研究[D]. 高华. 四川大学. 2007
[9]. 脉动流化床干燥玉米的试验分析[J]. 尹磊昌, 王相友. 山东理工大学学报(自然科学版). 2005
[10]. 流化床干燥玉米数学模型的讨论[J]. 杨小静, 杨历. 干燥技术与设备. 2003