一、穿流干燥过程中降速段数学模型(论文文献综述)
王教领[1](2021)在《特色果蔬转轮热泵联合干燥节能试验与优化》文中认为特色果蔬干燥是其储藏与后续加工的重要工序,但存在效率低、能耗大和品相差等问题,转轮干燥可以实现果蔬低温高效干燥,但再生耗能高、热风循环不合理等难题制约了产业化应用。本文围绕上述问题,开展特色果蔬转轮热泵联合干燥技术研究,建立低湿驱动低温干燥模式,优化联合干燥系统,探究转轮与热泵除湿特性,探明临界除湿机理,解决分级冷凝节能再生技术,开展果蔬除湿干燥试验,建立优化干燥工艺,实现特色果蔬节能、高效与优质干燥。主要研究内容如下:(1)针对转轮除湿能耗高等问题,开展转轮热泵联合干燥系统参数匹配与流场均布研究。通过单次干燥产量与干燥时间确定热泵循环主要参数,并在此基础上确定转轮主要参数,制定优化联合除湿干燥控制系统。开展箱体底板高度与缓坡角度对干燥介质分布、流速及压力影响,探明6°最优倾角;针对进口风道盲区,建立等分缓坡风道,各处风量约为0.8m/s,实现风量的均布。(2)为了进一步实现系统的高效匹配,同时为优化干燥工艺提供理论参考,分别建立热泵与转轮除湿预测模型并探明除湿特性。利用转轮吸附特性及COMSOL软件建立转轮除湿模型,探讨了除湿进风状态等对除湿量及出风温度的影响,明确最佳转速(12r/h)和进风速度(2.5m/s)。通过压缩机10系数,分析了基准频率下的制热量、制冷量与蒸发、冷凝温度的变化关系,根据“零频率”方法建立了变频压缩机模型,通过插值验证表明制冷剂流量误差小于0.9%,输入功率误差小于3%,可用于压缩机输出参数的预测。(3)围绕转轮热泵联合干燥对空气能及余热高效利用问题,开展了联合系统临界除湿机理研究,探明了新风与回风的适宜焓值转换方法。开展热泵与转轮联合除湿过程分析,探明干燥介质对除湿效率的影响机制。利用转轮除湿热效率、绝热干燥效率评价等指标,研究蒸发除湿状态与转轮除湿效果的关系,探明了临界转换机理。开展了杏鲍菇基于转轮热泵联合干燥试验,建立了除湿能耗比与转换点相对湿度等参数间的数学关系模型,探明了转换点相对湿度对除湿能耗比的影响机制,进一步验证了临界除湿的有效性。转换点相对湿度为44%时,干品杏鲍菇SPC 0.679k W·h/kg,与预测值的绝对误差小于3个百分点。(4)基于转轮再生能耗高问题,开展压缩机排气分级冷凝再生技术研究,实现能量的高效匹配。分析分级冷凝制冷剂循环过程,构建制冷剂与空气侧模型,探究影响再生效果的主要因素。开展纯电加热再生与分级冷凝再生能耗对比试验,表明分级冷凝模式节能29.5%。建立再生进风温度、风速及蒸发进风温度与再生加热温度、再生冷凝量等指标间的响应面试验,表明蒸发进风温度34℃,再生进风温度32℃,风量90%为最优工艺,在室温条件下提高蒸发温度与再生进风温度有利于提升分级冷凝再生效果。(5)为了进一步探究转轮热泵联合干燥优势,开展热泵、热泵冻融和转轮热泵联合干燥试验研究,建立优化干燥工艺。结果表明,香菇干燥,转轮热泵联合干燥速率最快(6h),且品质最优;针对澳洲坚果采用全程45℃以下的低温,可36h将澳洲坚果干燥到1.5%安全水分,过氧化值(0.001g/100g)与酸价值(0.37mg/g)远低于国家标准。
李冀鲁[2](2021)在《热风辅助微波干燥过程褐铁矿湿分迁移特性研究》文中研究表明加强对褐铁矿等贫矿的利用是钢铁行业发展的需求,而干燥预处理是褐铁矿球团进炉冶炼之前的必要环节。常规热风对流干燥加热均匀性好,但因干燥效率低下能耗较大等缺点很大程度的限制了球团干燥预处理的效率。微波因其独特的介电加热方式使其在节能与高效中有着显着的优势,但也会导致对材料加热的不均匀,热风对流与微波辐射的结合可以发挥各自优势并弥补彼此不足。本文基于热风辅助微波干燥实验系统对褐铁矿球团进行干燥特性实验,探究了微波功率、热风温度、添加剂及干燥方式等外部条件对褐铁矿球团的干燥特性的影响规律。通过单独热风和微波干燥实验,得到了在热风对流(100-200℃)和微波辐射(100-600 W)条件下褐铁矿球团(直径:15 mm)的湿分迁移规律,结果表明:单纯热风干燥条件下褐铁矿球团在降速段的有效湿分扩散系数为2.07×10-9-4.78×10-9 m2/s,表观活化能为12.3 k J/mol。单纯微波干燥条件下褐铁矿球团的有效湿分扩散系数为1.71×10-8-1.23×10-7 m2/s,表观活化能为37.4 W/g。球团中添加质量分数为0.6%的Na2CO3后在微波辐射(100-600 W)条件下有效湿分扩散系数为5.84×10-8-1.37×10-7m2/s,表观活化能为16.4 W/g,并且KCl、Na Cl和Na2SO4等易溶性无机盐均可有效改善微波干燥特性。通过热风辅助微波干燥特性实验,得到联合干燥褐铁矿球团的有效湿分扩散系数为5.26×10-8-1.12×10-7 m2/s(风速0.5 m/s)。通过响应曲面法分析得到,对干燥时间影响因素显着性排序为:微波功率、热风温度和热风风速;对干燥能耗影响因素显着性排序为:热风温度、热风风速和微波功率。在实验条件范围内联合干燥最优工况为:微波功率500 W、热风温度146℃、热风风速0.5 m/s。物料在微波干燥中的能效是热风干燥的10倍左右。联合干燥的能耗介于热风干燥和微波干燥之间,在间歇性联合干燥中,能耗随着微波辐射时间的增长而减小。增加馈源数量、使用模式搅拌器和采用联合干燥均可以改善微波干燥过程中对物料加热的均匀性,通过实验发现随着馈源数量从1个增加到3个,球团表面温度分布均匀性系数降低了3.82%-13.39%,联合干燥模式相对于单馈源模式均匀性系数降低了11.7%-12.05%;通过数值模拟发现随着馈源数量从1个增加到3个,球团内部电场强度分布均匀性系数降低了10%-41%。O型模式搅拌器的应用使得球团内部电场强度分布均匀性系数降低了56.9%。本文研究成果可以为铁矿石干燥预处理及工业干燥设备的设计提供依据。
史玉坤[3](2020)在《链篦机鼓风干燥段球团干燥过程分析及热能匹配研究》文中研究说明球团矿强度好,生产率高,生产能耗低,在钢铁冶炼中应用广泛。链篦机是球团矿干燥预热、提升强度的重要设备,生球在链篦机鼓风干燥段上的干燥状况直接影响球团生产的质量和产量。本文以链篦机鼓风干燥段中球团干燥过程为研究对象,基于理论分析、数值模拟和试验验证的方法,揭示球团干燥速率及破裂率的变化规律,探索鼓风干燥段热能匹配,强化鼓风干燥段球团的干燥效果并提升热能利用率。本文主要研究内容和结论包括:(1)基于传热学、多孔介质理论和球团干燥过程水分迁移机理,结合球团内部导热、气固对流换热、球团干燥过程中水分析出、气流流动、球团在蒸汽压力作用下破裂等因素,在合理假设的基础上建立了鼓风干燥段球团干燥过程数学模型,包括气相和固相的控制方程,球团料层的干燥速率及破裂率模型。(2)基于相似原理建立链篦机鼓风干燥段物理模型,进行区域的离散化。基于FLUENT-EDEM耦合接口,分别利用UDF和API定义方程的源项以及球团的湿度和干燥速率属性,采用基于欧拉-拉格朗日模型的CFD-DEM数值模拟方法仿真球团的干燥过程,得到了链篦机鼓风干燥段的温度分布特征以及球团的干燥速率和破裂率的变化规律:鼓风干燥段篦床行走方向及高度方向都存在升高的温度梯度以及下降的湿度梯度;球团料层的总体干燥速率呈波动上升的趋势,部分球团会穿过表面干燥阶段进入内部干燥阶段;根据选用的球团原料及设定的热工参数,球团料层整体的破裂率低于10%,球团破裂主要在穿过表面干燥进入内部干燥后,球团内部蒸汽压力大于张力强度将导致破裂。(3)探索了鼓风干燥段热能匹配。建立了鼓风干燥段的热能匹配模型,通过改变入口气流温度、速度、料层厚度、链篦机篦床运行速度,采用正交试验方法进行数值模拟,选用综合平衡法进行结果分析,结果表明:在球团原料确定的条件下,影响球团破裂率的主要因素顺序是入口气流温度、料层厚度、入口气流速度和链篦机篦床运行速度;影响热能使用效率的主要因素顺序是入口气流温度、料层厚度、链篦机篦床运行速度和入口气流速度;鼓风干燥段的较优热能供给参数为入口气流温度473K,入口气流速度1.45m/s,链篦机篦床运行速度0.04m/s,料层厚度50mm。(4)研制了鼓风干燥段球团干燥过程试验平台,设计了试验方案,开展了鼓风干燥段球团干燥过程及热能匹配试验。结果表明:数值模拟与试验的气体温度误差最大为8.66%,球团湿度和破裂率的最大误差为9.3%,热能匹配后的热能利用率提高了5.3%,验证了所建立的鼓风干燥段数学模型及数值模拟方法的合理性。
梁国栋[4](2020)在《基于CFD的水产饲料指数式水分预测模型与实验验证》文中认为饲料行业是我国国民经济的支柱行业,由于饲料经过膨化处理后往往含水量较高,因此饲料的加工离不开饲料烘干技术。饲料的水分含量是饲料加工质量的重要指标之一,合理的饲料烘干工艺参数可以降低饲料水分含量,增进饲料的稳定性,延长饲料的存放期。温度参数是一个非常重要的烘干工艺参数,它与物料的失水率息息相关。近年来,利用有效的水分预测数学模型和算法快速高效的选择合理烘干工艺参数成为研究热点问题。本文针对水产饲料在烘干过程中存在烘干效率低、能耗大、烘干品质低等问题,以螃蟹料、黄颡鱼料、罗非鱼料等三种典型的水产饲料为实验样品,采用流场数值模拟(CFD)与现场实测相结合的手段,验证了 CFD可以准确模拟出烘干室内风速场的状况,建立了指数式水分预测数学模型,研究了烘干过程中烘干温度对物料失水率的影响,为后续水产饲料在选择烘干温度方面提供了理论依据。(1)本文基于实际生产的烘干机建立烘干实验平台,利用FLUENT软件进行数值模拟。首先建立烘干实验平台的简化三维模型,其次对简化模型进行网格划分,设定模型参数和边界条件并开启计算,最后利用后处理软件绘制出烘干实验平台内部的气流矢量图、风速云图以及模拟风速值。(2)以螃蟹料、黄颡鱼料、罗非鱼料三种典型的水产饲料为实验样品在烘干实验平台上进行不同循环风机频率(25Hz、30Hz、35Hz)下的风速测量实验。将模拟风速值与实验风速值对比,发现CFD可以有效的模拟出烘干机内风速场分布状况,且烘干室内风速值随着风机频率的增加而增大。(3)建立有关干燥室内风速、烘干温度、物料剩余含水量的指数式数学模型。然后针对三种典型的水产饲料在单一温度(90℃,105℃,120℃,135℃)下进行烘干实验。以单一温度实验数据为基准,利用最小二乘法确定该指数式数学模型的k,y,n三个温度参数值,并计算出评价拟合程度高低的相关系数(R2)、卡方值(χ2)和均方根误差值(RMSE)。为了验证该模型的可行性,针对三种水产饲料进行了多梯度温度(90℃-105℃-120℃,105℃-120℃-135℃)烘干实验,将实验结果与确定参数后的模型模拟结果进行比较,计算出拟合的相关系数(R2)、卡方值(χ2)和均方根误差值(RMSE),结果表明该模型可以有效的预测一定风速条件下,温度变量对物料含水率的影响。(4)为了分析烘干后三种水产饲料的耐久性,进行了含粉率和粉化率测量实验。测量结果表明在120℃干燥后三种物料的耐久性均符合国家标准规定,且三种水产饲料的耐久性排序为:螃蟹料>罗非鱼料>黄颡鱼料。为了观测黄颡鱼料和罗非鱼料的微观组织结构,进行了 SEM检测,扫描结果显示黄颡料和罗非鱼料内部均为多孔介质结构。
陈彩俊[5](2019)在《链篦机抽风干燥段温度的多物理场耦合机理研究》文中进行了进一步梳理钢铁冶炼中的链篦机-回转窑球团生产工艺能提高球团质量,节能环保。球团链篦机是用于对球团进行干燥预热的热工设备,而抽风干燥段是球团链篦机的重要组成部分,抽风干燥段温度场能否实现均衡稳定控制直接影响球团生产质量和热能的合理利用。论文针对链篦机抽风干燥段温度场、气流速度场、气压场等多物理场耦合机理及对球团干燥过程的影响,研究了抽风干燥段温度的多物理场耦合建模、仿真和试验分析问题。主要研究内容和成果包括:1.根据传热学、干燥动力学、计算流体动力学和多孔介质理论,建立了链篦机抽风干燥段温度的多物理场耦合数学模型。用偏微分方程组描述关键变量随时间和空间的变化,考虑了球团内部导热、气固对流换热、球团干燥过程中水分析出、气流流动、热气流与篦板热交换和篦板压力损失等因素。2.构建了球团链篦机抽风干燥段的物理模型,进行区域的离散化,确定数值模拟计算方法,基于FLUENT软件,采用User Defined Scalar(UDS)和User Defined Functions(UDF)修正和定义能量方程、组分方程的源项,对多物理场耦合模型进行数值模拟,得到了链篦机抽风干燥段温度分布、气流速度分布和气压分布,并进行理论分析,发现抽风干燥段温度场在链篦机高度方向和篦床运行方向上都出现了温度梯度,气流在篦床下部和料层上部空间呈现较大的流速梯度,局部最大流速达到了2.8m/s,而气体压力在多孔介质域产生了较大的压力损失,总压力损失为120Pa。3.研究了球团链篦机鼓风干燥段和抽风干燥段段间耦合作用对多物理场分布及球团干燥过程的影响。受鼓风干燥段入口热气流影响,抽风干燥段温度场局部温度低于预期,最低仅有477K;同时改变了抽风干燥段内气流速度和气压分布。受抽风干燥段高温热气流影响,鼓风干燥段温度场局部温度变化剧烈,料层上部局部空间温度最高达565K,远远高于其入口气流温度(473K),料层温度最高达492K,对球团干燥过程影响较大。4.研发制作了多物理场分布检测与动态耦合控制试验系统,设计试验方案,开展了球团链篦机干燥过程温度的多物理场耦合试验研究。将数值模拟与数据测量过程相结合,通过比较分析数值模拟与试验结果,最大计算误差为9.3%,在工程应用允许误差范围内,研究了温度场分布变化规律、多物理场耦合机理及对球团干燥过程的影响,验证了所建的链篦机抽风干燥段温度的多物理场耦合数学模型的合理性,误差修正后可应用于实际控制过程。论文研究成果为实现球团链篦机抽风干燥段温度场均衡稳定的控制奠定了理论基础,对我国球团矿生产企业提高综合经济效益具有重要意义。
李洋[6](2018)在《球团链篦机鼓风干燥段多物理场耦合机理研究》文中指出球团矿料抗压强度高、质量均匀、能耗低,在钢铁工业中得到了大规模应用。球团链篦机是球团料层干燥脱水和预热氧化的热工设备,链篦机内温度场的分布对球团品质和热能有效利用有着直接的影响。球团料层在链篦机内的干燥和对流换热不仅受进气口气流温度场的影响,而且受气流速度场、气压场等多物理场耦合的影响。因此本文以球团链篦机鼓风干燥段为研究对象,探索进气口温度、气流速度、气压及球团料层厚度多物理场耦合对鼓风干燥段温度场的影响。首先,综合分析国内外关于铁矿石烧结和球团料层干燥预热的研究特点,将球团料层抽象为各向同性多孔介质,采用局部非热平衡模型描述球团料层与热气流之间的对流换热。根据传热学理论、多孔介质理论、计算流体动力学理论及干燥动力学理论,建立了球团链篦机鼓风干燥段多物理场耦合数学模型,包括气体控制方程、球团料层控制方程、篦床简化模型、球团表面干燥模型及球团内部干燥模型。然后,将球团料层的传热传质过程进行合理的简化,建立了球团链篦机鼓风干燥段二维非稳态传热的物理模型,并进行了区域的离散化。基于Ansys Fluent软件,利用其自带的用户自定义函数(UDF)功能,编写数学模型中源项的计算函数,编译并添加到Fluent软件中,对所建数学模型进行了数值模拟,得到了球团链篦机鼓风干燥段的温度分布、气流速度分布及气压分布,并进行了理论分析。利用球团厂的试验数据对数值模拟结果进行验证,最大误差为8.6%,表明所建数学模型可应用于工程实际。最后,依据正交试验理论,选取进气口气流温度、气流速度、气压和球团料层厚度作为正交试验因素,并确定各试验因素的水平取值。采用四因素三水平的正交试验方案进行正交数值模拟试验,利用极差分析方法分析试验结果。结果表明影响篦床下部空间温度场的最主要因素为进气口气流温度,其次是球团料层厚度,随后是气流速度和气压;影响篦床篦板温度场的主要因素为进气口气流温度,其次是气流速度,随后是球团料层厚度和气压;影响球团料层温度场的主要因素为进气口气流温度,其次是球团料层厚度,随后是气压和气流速度;影响球团料层上部空间温度场的主要因素为进气口气流温度,其次是球团料层厚度,随后是气流速度和气压。本课题的研究,为实现球团链篦机内温度场的精准控制提供了理论依据,对我国现代球团生产企业有效降低能源消耗,提高球团生产品质和链篦机使用寿命具有参考价值。
李远辉[7](2018)在《“保质、提效”的中药浸膏干燥过程的调控策略研究》文中进行了进一步梳理背景中药干浸膏是制备中药固体制剂的重要中间物料,其质量直接影响着制剂的临床疗效。干燥是形成中药干浸膏的工艺环节之一,主要目的在于除去物料中大部分水分,以便于后期粉碎、制剂加工。目前,常用的中药浸膏干燥方式为真空干燥和喷雾干燥,微波真空干燥由于干燥速度快,能耗低,显示出较大的应用价值。由于中药浸膏粘性较大、含水率高,干燥往往较为困难,所需干燥时间长,引起干燥效率低下;且浸膏长时间受热可对干膏质量产生较大影响。同时,相关研究报道较少,对干燥过程的理解不够,缺乏相关理论指导,导致干燥工艺设计理念落后。为保证中药干浸膏的质量、提高干燥效率,本课题通过研究中药浸膏的干燥特性、热质传递理论以及干燥工艺参数对干膏质量的影响规律,明确了“保质、提效”的中药浸膏干燥过程的调控策略,并建立了干燥过程的神经网络模型以期更好的控制干燥过程,以更好的为中药干浸膏的质量提供保障。目的1.通过研究中药浸膏的干燥特性,加深对干燥过程的理解,为探明“保质、提效”的干燥调控策略打下基础;2.利用偏移活化能理论,阐释中药浸膏干燥过程中的热质传递特性,为明确“提效”的干燥过程调控策略提供理论依据;3.研究筛选对干燥工艺敏感的化学成分,并作为工艺评价指标,明确干燥工艺参数对干膏质量的影响规律,为明确“保质”的干燥过程调控策略提供依据;4.对以上研究进行总结,研究中药浸膏“保质、提效”干燥的过程调控策略;5.利用神经网络模型,建立干燥过程的预测控制模型,提高干燥过程控制水平,为生产质量良好的中药浸膏提供保障。方法1.选择了中药浸膏常用的真空干燥、微波真空干燥以及喷雾干燥进行了研究;2.选择了含热敏性成分的丹参总酚酸提取物,以及较难干燥的含皂苷的甘草浸膏以及富含多糖、高粘性的黄精水提物作为模型药物,且丹参总酚酸提取物与甘草浸膏为药典收载品种;3.以不同工艺参数下的干燥速率变化曲线、物料实际受热温度变化曲线,分析中药浸膏的干燥特性,掌握变化及工艺参数影响规律,探讨了“保质、提效”的干燥调控策略;4.基于能量守恒定律,结合干燥速率与物料内部水蒸气分压建立偏移活化能理论的数学方程,阐释中药浸膏干燥过程中的热质传递特性,为中药浸膏干燥的“提效”提供了理论依据;5.在指纹图谱相似度评价的基础上,采用主成分分析、偏最小二乘法分析研究工艺参数对干膏质量的影响,在此基础上筛选对指纹图谱相似度差异贡献较大的主要差异成分,以此作为工艺评价指标,同时,引入与褐变反应相关的色泽、褐变指数以及5-羟甲基糠醛三个评价指标,明确干燥工艺参数对干膏质量的影响规律;6.综合干燥特性、偏移活化能理论以及质量评价研究结果,提出“保质、提效”的干燥过程调控策略,并进行实验验证,总结干燥过程调控策略;7.基于多层感知器与径向基函数建立中药浸膏干燥过程的神经网络预测模型,通过比较分析,确定拟合性能较好的模型,用于控制中药浸膏的干燥过程,提高过程控制水平。结果1.根据微波真空干燥与真空干燥的干燥过程中的干燥速率变化规律,将干燥过程分为三个阶段,即加速干燥段、恒速干燥段以及降速干燥段。浸膏的温度随着干燥速率的变化而变化:加速干燥段,迅速预热,温度迅速上升;恒速干燥段,物料温度缓慢上升;降速干燥段,物料温度迅速上升。由于降速干燥段物料温度快速升高至较高温度,因此将该阶段判定为质量控制段。并初步提出了降低物料受热温度、提高干燥速率的“保质、提效”策略:对于微波真空干燥,可提高加速段与恒速段的微波功率密度、降低降速段的微波功率密度、降低料层厚度、降低加速干燥段与恒速干燥段压力、适当升高降速干燥段压力;对于真空干燥,可适当升高加速段与恒速段的干燥温度、降低降速段的干燥温度、降低加速段与恒速段压力、适当升高加速段压力、减小料层厚度。对于物料含水率,降低含水率能缩短干燥时间,但增加了浓缩时间,因此需要综合考虑浓缩段与干燥段来确定物料初始含水率。还探讨了干燥过程中表面结壳、爆喷现象的原因:表面结壳现象是由于表面失水速率大于内部水分迁移速率所致,干燥速率越快越早出现表面结壳,爆喷是由于当表面结壳后,物料内部汽化压力过大,冲破物料结壳表面所致,爆喷与物料性质有一定关系,当物料含水率较高或含有皂苷类易发泡成分更易发生。2.偏移活化能可定量的描述物料内部失水过程中干燥的难易程度随湿分含量的变化情况。随着干燥的进行,偏移活化能逐渐升高,说明干燥难度不断增大。干燥温度、微波功率密度与料层厚度是影响干燥过程中偏移活化能的主要因素。干燥温度或微波功率密度越高,整个干燥过程偏移活化能越低;料层厚度对干燥后期(含水量降低至约20%)的偏移活化能有较大影响,料层越厚,活化能出现更大的偏移,使干燥更加困难。3.HPLC指纹图谱相似度评价结果表明,各干燥工艺所得干浸膏的指纹图谱与干燥前浓缩液的相似度均在0.94以上,相似度较高,干燥工艺对共有成分的影响较小;PCA与PLS-DA法研究结果表明,各工艺参数所得干浸膏质量存在一定差异,且筛选出了差异峰,即对工艺敏感的化学成分。并确认丹参总酚酸提取物中的差异成分为丹酚酸B,甘草浸膏中的差异成分为新甘草苷与甘草酸。分别以以上成分以及黄精提取物中的多糖含量为工艺评价指标,发现各工艺参数均可影响干膏中指标成分的含量,过高的干燥温度、过长的干燥时间都不利于保护干膏质量。4.综合以上研究结果,提出了“保质、提效”的中药浸膏干燥过程调控策略,并进行了研究。研究结果表明,采用适宜的变温、变压、变微波功率干燥工艺可降低物料受热温度以保证干膏质量,同时提高干燥速率、缩短干燥时降低能耗以提高干燥效率。对于恒速干燥段与加速干燥段,可采用低压以及较高的真空干燥温度与微波干燥功率,对于降速干燥段,可采用较低的干燥温度或微波功率,以及较高的压力。针对微波真空干燥在大生产当中存在的问题,提出了真空-微波真空干燥联合干燥方式,可较好的克服真空干燥费时、微波真空干燥初期由于干燥箱排水困难导致的微波能有效利用率低下而引起的干燥速率低的问题。5.建立了丹参总酚酸提取物微波真空干燥过程物料表面温度与干燥速率的预测模型,根据拟合结果,多层感知器与径向基函数模型的R2分别为0.961和0.914,拟合性能较好,多层感知器神经网络预测模型显示出更优的预测性能。结论1.总结了中药浸膏的真空干燥与微波真空干燥的干燥特性,初步明确了适宜的动态干燥工艺参数有助于降低物料受热温度、提高干燥速率、缩短干燥时间,为实现“保质、提效”的中药浸膏干燥提供了数据支撑。2.利用偏移活化能理论,从物料内部水蒸气分压角度阐释中药浸膏干燥过程中的热质传递特性;探明了工艺参数对干燥过程中的物料偏移活化能的影响规律,明确了“提效”的干燥策略。3.HPLC指纹图谱联合模式识别技术有助于确认对工艺敏感的化学成分,该方法简便、可行;以对工艺敏感的化学成分作为工艺评价指标,得出低温、快速的干燥工艺对保护浸膏中的化学成分、保证中药浸膏质量具有重要意义;并提出了采用对工艺敏感的化学成分作为工艺控制指标的质量控制研究思路。4.适宜的变温、变压、变微波功率干燥工艺以及真空-微波真空干燥联合干燥方式有助于更好的实现“保质、提效”干燥的过程调控。5.神经网络预测模型具有良好的预测性能与智能特性,为中药浸膏干燥的过程控制提供研究思路。
郭佳[8](2018)在《盐分对城市污水污泥薄层干燥特性影响规律的实验研究》文中进行了进一步梳理随着经济的快速发展,高盐废水的排放逐年递增,高盐废水经处理后会产生高盐污泥,其中的盐分、重金属、病原体和有机污染物等有害物质,会给环境和人类健康造成极大的隐患和威胁,对污泥进行干燥处理不仅可以保护生态环境,其资源化利用在能源领域也有着重要的发展前景。本文分别在远红外辐射实验台和超声波辅助热风对流实验台上对不同盐含量的污泥样品进行干燥实验,基于干燥动力学理论,研究超声波功率、温度、盐浓度及冻融预处理对污泥干燥动力学特性的影响规律,分析干燥过程中水分比、干燥速率、裂缝变化与盐分析出情况。基于实验研究和动力学理论,获得辐射源温度(130-200℃)和冻融预处理对不同盐浓度(0、0.0214、0.178、0.265、0.438 和 0.731 mol·kg-1 NaCl)城市污泥干燥动力学特性的影响规律,结果表明:在远红外辐射干燥中,辐射源温度和盐含量均对污泥干燥速率具有显着性影响。污泥样品的干燥速率随着盐含量的增加而降低。在辐射源温度130-200 ℃,与无盐污泥相比,含0.0214 mol·kg-1 NaCl的常规污泥样品平均干燥速率降低了 4.4%。与常规低盐污泥相比,高盐污泥(0.178-0.731 mol·kg-1 NaCl)的平均干燥速率降低了 10.1%;样品干燥过程均存在升速段、恒速段和两个明显的降速段,无盐污泥样品在降速段的平均有效湿分扩散系数为1.34×10-8 m2.s-1,常规污泥样品为1.28×10-8 m2.s-1,高盐污泥为1.20×10-8 m2.s-1。经冻融处理后常规污泥和高盐污泥样品的的干燥速率分别提高了 3.5%和4.5%。Midilli模型可较好地反映所有污泥样品水分比随时间变化关系。在超声波辅助热风对流干燥中,获得超声功率(0、30、90、150 W)、热风温度(80-130 ℃)和冻融处理对不同盐浓度城市污泥干燥动力学特性的影响规律。与纯热风对流干燥相比,当添加超声波后,污泥样品(0.178 mol·kg-1 NaCl)干燥时间平均缩短了 8.0%,强化了污泥干燥。超声波功率150 W,当干燥温度从80 ℃上升到130 ℃时,无盐污泥的平均有效湿分扩散系数在降速段增加了 86.4%,常规污泥增加了 88.7%,高盐污泥增加了 93.6%。在80-130 ℃温度范围内,与常规污泥相比,无盐污泥的平均有效湿分扩散系数在降速段增加了 3.5%。而高盐污泥比常规污泥样品降低了 4.5%。高盐浓度污泥的活化能大于常规污泥,无盐污泥活化能最小。冻融处理可以提高样品的干燥效果。分别通过可视化实验观测两种干燥方式下污泥裂纹形态和盐分析出情况。发现盐浓度变化会导致污泥结构发生明显变化,与常规低盐污泥相比,高盐污泥在干燥过程中产生的裂缝少且表面析出的盐分较多。
刘承鑫[9](2017)在《人工磁铁矿球团干燥动力学》文中研究指明研究表明人工磁铁矿在成球性、生球性能及成品球性能均优于天然磁铁矿,但是由于人工磁铁精矿表面活性强,亲水性好且表面多孔,导致人工磁铁矿易吸水,生球水分含量高,难以脱除。其次,这也影响其爆裂温度,使得人工磁铁矿生球爆裂温度远低于天然磁铁矿。人工磁铁矿生球的爆裂温度在280℃500℃范围内,而天然磁铁矿生球爆裂温度一般高于600℃,而爆裂温度又制约着生球干燥过程,使得生球干燥过程缓慢,严重影响生产效率。以福建人工磁铁矿为原料,首先探索其成球性能及生球质量,生球性能的好坏对生球干燥有一定影响,因此必须采用其最佳成球条件。其次研究了人工磁铁矿球团干燥过程及干燥动力学,通过与天然磁铁矿球团干燥对比,分析了人工磁铁矿干燥机理,为人工磁铁矿球团干燥热工制度的选取提供理论依据。试验确定了最佳的造球工艺参数,采用正交试验方案探索各试验条件对人工磁铁矿干燥的影响,通过对干燥试验结果进行分析,介质温度和介质流速对干燥时间存在显着作用,提高介质温度和介质流速均能加快干燥进程,但是过高的介质温度和介质流速会导致球团爆裂;而生球直径对干燥时间的影响并不是很明显;其次,介质温度与介质流速之间存在交互作用,即不同介质温度下改变介质流速对试验结果有不同的影响,由于生球直径本身影响较小,因此与其相关的交互作用可忽略不计。干燥过程中主要是球团中物料和和水与介质之间的热质传递,很难直观的定量分析,只能间接通过某些介质表征,干燥动力学的模型也较多,通常以水为介质来表征。通过理论分析,修正Page模型(Ⅲ)作为半经验模型能够很好的解释人工磁铁矿矿的干燥过程,由此推导出人工磁铁矿干燥动力学方程为MR=aexp(-ktn),参数分别为:a=0.9997+2.0105×10-11T3+9.9810×10-27T 9k=0.021+3.0105×10-9T3+2.0010×10-25T9+3.3222×10-4TV-1.7475×10-13T4V4+6.1720×10-22T7V7+3.5318×10-4V3+4.4055×10-6V9-8.0117×10-6L3+2.0013×10-13L9n=1.53+1.1008×10-9T3+1.601×10-25T9+7.0686×10-5TV-7.4895×10-14T4V4+1.4989×10-22T7V7+1.7659×10-4V3+3.0838×10-6V9-3.0012×10-6L3+2.0001×10-14L9经过验证,人工磁铁矿干燥动力学方程计算值与实测值吻合度较高,通过函数表达式,能准确预测任意时刻人工磁铁矿球团水分比的变化。干燥机理分析表明,人工磁铁矿球团干燥分为三个阶段,首先是升速阶段,该阶段持续一段时间后进入恒速阶段,通常恒速阶段持续时间较短,尤其高温条件下,然后进入降速干燥阶段,这一阶段持续时间相对较长,因此决定生球干燥速率快慢的因素主要是降速干燥阶段即球团分子水的脱除。与天然磁铁矿相比,人工磁铁矿粒度较细,形状不规则且多孔,比表面积较大,表面的不饱和键较多,导致人工磁铁矿亲水性较强,生球水分较高,尤其是分子水较高,在干燥过程中难以脱除,且容易导致球团爆裂。
张腾中[10](2017)在《冶金粉尘灰压球烘干特性及链式烘干机干燥数值模拟研究》文中研究说明含碳球团转底炉直接还原工艺是目前处理冶金粉尘较为合理的技术,而干燥是球团进入转底炉还原前必不可少的环节,球团的干燥过程直接影响球团的质量和产量,同时,干燥过程是球团生产的主要耗能环节,因此,改善球团的干燥过程有利于实现球团生产过程的节能降耗,提高产品的产量和质量。本文采用实验与数值模拟相结合的手段,研究球团干燥特性及链式烘干机干燥工艺的影响因素,对球团链式烘干机的设计、调试及生产均具有实际意义。以某厂冶金粉尘灰含碳球团为研究对象,建立单个含碳球团干燥过程数学模型。在模型中考虑了球团干燥过程中传热、传质、孔隙率和物性参数的变化,并搭建了含碳球团干燥实验平台,实验中测定了含碳球团的失重变化,实验结果和模型计算吻合较好,说明建立的单球模型是可靠的。计算结果表明:球团干燥特性表现为:球团干燥过程主要分为升速干燥和降速干燥两个阶段,没有出现恒速干燥阶段,且升速干燥阶段较短。同时分析了风温、风速、球团含湿量、球团直径等对球团干燥的影响,发现风温、风速对于球团的干燥影响较大,风温越高,球团干燥速率越大,干燥时间越短,风温由150℃提高到250℃,干燥时间缩短近一半,风温在200℃以上,风速超过1m/s时,球团干燥效果较好;而球团直径和湿含量虽然也影响干燥过程,但效果不明显。因此,实际干燥过程一般通过调节风速和风温来缩短干燥时间,提高干燥效率。以单个含碳球团干燥数学模型为基础,建立了链式烘干机干燥过程的多料层数学模型。在模型中不仅考虑了含碳球团干燥过程的传热、传质、孔隙率和物性参数的变化,还考虑了机速以及球团层之间水分的凝结、热量的耗散等因素。控制方程的离散采用隐式差分法,离散方程的求解采用交替方向隐式算法,并利用球团厂提供的实际生产数据对模型进行了验证,结果表明:各段中模拟值与生产检测值之间的最大误差不超过10%,说明模型适用于生产实际。对链式烘干机模型求解表明:鼓风段中,料层温度随着其高度的增加而减小,湿度则随着高度的减小而逐渐减小;抽风段中,料层温度随高度的增加而增大,湿度则随着料层高度的增加而逐渐减小,至抽风段结束时,基本完成了干燥的任务。并对干燥过程的风温、风速以及链式烘干机篦床移动速度等参数进行了优化,优化后鼓风段的球团温度与优化前较为接近,而抽风段球团温度升高53K,干燥速率提高了12.5%。
二、穿流干燥过程中降速段数学模型(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、穿流干燥过程中降速段数学模型(论文提纲范文)
(1)特色果蔬转轮热泵联合干燥节能试验与优化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 果蔬干燥技术研究进展 |
1.1.1 特色果蔬概述 |
1.1.2 真空干燥 |
1.1.3 红外干燥 |
1.1.4 微波干燥 |
1.1.5 热风热泵干燥 |
1.1.6 不同干燥方法对比研究 |
1.2 空气除湿方式 |
1.3 转轮除湿技术进展 |
1.3.1 除湿干燥剂研究进展 |
1.3.2 转轮再生与除湿循环模式 |
1.3.2.1 转轮再生模式 |
1.3.2.2 转轮除湿循环模式 |
1.3.3 转轮除湿模型研究 |
1.3.4 转轮除湿干燥工艺与系统优化研究 |
1.3.4.1 转轮除湿干燥工艺研究 |
1.3.4.2 转轮除湿系统优化 |
1.3.5 总结与展望 |
1.4 热泵干燥技术研究进展 |
1.4.1 热泵干燥控制技术的国内外研究现状 |
1.4.2 发展与研究趋势 |
1.5 转轮与热泵除湿干燥发展趋势 |
1.6 主要研究内容 |
1.7 技术路线图 |
1.8 拟解决的关键问题和关键技术 |
1.9 本章小结 |
第二章 转轮热泵联合干燥系统优化研究 |
2.1 总体方案设计原则 |
2.2 整机工作原理 |
2.3 关键部件设计 |
2.3.1 临界除湿机构设计 |
2.3.2 分级冷凝再生机构设计 |
2.4 转轮除湿系统设计与参数确定 |
2.4.1 设计条件的确定 |
2.4.2 物料干燥设计条件 |
2.4.3 除湿过程设计条件 |
2.4.4 热量与除湿负荷计算 |
2.5 主要部件计算选择 |
2.5.1 压缩机 |
2.5.2 蒸发器计算 |
2.5.3 冷凝器计算 |
2.5.4 风机 |
2.5.5 节流装置的设计 |
2.5.6 其它辅助设备 |
2.6 转轮除湿系统设计 |
2.6.1 转轮的组成 |
2.6.2 除湿剂的选择 |
2.6.3 转轮计算与选型 |
2.7 控制系统设计 |
2.8 流场分析与整机试制 |
2.8.1 导流板结构分析 |
2.8.2 结果分析 |
2.8.3 整机试制 |
2.9 本章小结 |
第三章 转轮除湿与热泵干燥特性及仿真研究 |
3.1 除湿转轮物理特性 |
3.2 转轮除湿数学模型 |
3.3 除湿通道模拟分析 |
3.3.1 转轮除湿方程 |
3.3.1.1 质量守恒方程 |
3.3.1.2 动量守恒方程 |
3.3.1.3 能量守恒方程 |
3.3.1.4 辅助方程 |
3.3.2 转轮除湿方程求解与分析 |
3.4 热泵干燥的工作原理 |
3.5 热泵干燥系统的制冷循环 |
3.6 热泵干燥系统的热风循环 |
3.7 热泵干燥系统主要性能评价指标 |
3.8 压缩机建模与特性分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 临界除湿机理与节能试验研究 |
4.1 热泵干燥系统的空气循环过程 |
4.2 温湿度在线测控方法与仪器 |
4.3 联合干燥系统除湿特性分析 |
4.3.1 蒸发出风饱和阶段联合除湿特性分析 |
4.3.2 蒸发出风部分饱和联合除湿特性分析 |
4.3.3 蒸发出风零饱和联合除湿特性分析 |
4.3.4 临界除湿控制方法 |
4.4 临界除湿试验 |
4.4.1 试验材料与仪器 |
4.4.2 成分测定 |
4.4.3 试验设计 |
4.4.4 试验结果分析 |
4.4.5 试验结果分析 |
4.4.6 试验优化与验证 |
4.5 本章小结 |
第五章 分级冷凝再生过程与节能试验研究 |
5.1 分级冷凝再生分析与制冷剂选择 |
5.2 再生冷凝过程建模与仿真分析 |
5.3 分级冷凝节能再生试验 |
5.3.1 试验目的 |
5.3.2 试验材料与仪器 |
5.3.3 实验设计 |
5.3.3.1 纯电加热再生与分级冷凝再生能耗对比试验 |
5.3.3.2 分级冷凝再生优化工艺试验 |
5.3.3.3 测试指标 |
5.3.4 试验结果分析 |
5.3.4.1 纯电加热再生与分级冷凝再生能耗对比试验 |
5.3.4.2 单因素试验 |
5.3.4.3 分级冷凝再生优化工艺试验 |
5.4 本章小节 |
第六章 转轮热泵联合干燥试验与分析 |
6.1 香菇转轮除湿干燥试验 |
6.1.1 材料与方法 |
6.1.1.1 试验材料与仪器 |
6.1.1.2 成分测定 |
6.1.2 试验设计 |
6.1.2.1 单因素试验及香菇干燥特性 |
6.1.2.2 响应面优化试验 |
6.1.3 结果与分析 |
6.1.3.1 单因素试验分析 |
6.1.3.2 响应面模型及显着性检验 |
6.1.3.3 因素响应分析 |
6.1.4 试验优化与验证 |
6.1.5 结论 |
6.2 香菇热泵与冻融干燥试验 |
6.2.1 对照试验目的 |
6.2.2 干燥设备 |
6.2.3 材料及方法 |
6.2.3.1 试验材料与主要仪器 |
6.2.3.2 试验方法 |
6.2.3.3 测定指标及方法 |
6.2.3.4 数据处理 |
6.2.4 结果与分析 |
6.3 品质对比分析 |
6.3.1 复水性 |
6.3.2 色差 |
6.3.3 质构特性 |
6.3.4 干燥能耗 |
6.4 三种干燥方式速率对比分析 |
6.5 澳洲坚果低温干燥试验 |
6.6 本章小节 |
第七章 全文总结 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)热风辅助微波干燥过程褐铁矿湿分迁移特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号说明表 |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 热风对流干燥 |
1.2.2 微波辐射干燥 |
1.2.3 研究现状小结 |
1.3 研究内容 |
2 实验方案与理论分析方法 |
2.1 实验样品及装置 |
2.2 实验方法及工况 |
2.3 理论分析方法 |
2.3.1 干燥动力学理论依据 |
2.3.2 能耗分析方法 |
2.4 干燥系统重复性检验 |
2.5 不确定度分析 |
2.6 均匀性指标 |
2.7 响应曲面法 |
2.8 本章小节 |
3 热风对流及微波加热过程球团干燥特性 |
3.1 热风对流 |
3.1.1 动力学特性 |
3.1.2 能效分析 |
3.2 微波辐射 |
3.2.1 动力学特性 |
3.2.2 能效分析 |
3.3 无机盐对褐铁矿球团微波干燥特性的影响 |
3.3.1 无机盐种类影响 |
3.3.2 Na_2CO_3 含量影响 |
3.3.3 微波辐射功率影响 |
3.4 本章小节 |
4 热风辅助微波联合干燥条件下球团干燥特性及工况优化 |
4.1 动力学特性 |
4.2 显着性分析及工况优化 |
4.2.1 实验设计 |
4.2.2 模型拟合 |
4.2.3 方差回归方程分析 |
4.2.4 响应曲面分析 |
4.2.5 条件优化和验证 |
4.3 能耗分析 |
4.3.1 干燥方式 |
4.3.2 微波辐射时长 |
4.4 本章小结 |
5 微波干燥过程中加热均匀性研究 |
5.1 温度分布均匀性 |
5.2 电磁分布均匀性 |
5.2.1 模型构建 |
5.2.2 磁控管位置和数量对电磁分布均匀性的影响 |
5.2.3 模式搅拌器对电场分布均匀性的影响 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)链篦机鼓风干燥段球团干燥过程分析及热能匹配研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 球团矿烧结过程的研究现状 |
1.2.1 球团矿工艺的研究现状 |
1.2.2 球团矿水分干燥的研究现状 |
1.2.3 球团破裂的研究现状 |
1.3 球团干燥过程热能匹配的研究现状 |
1.4 主要研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究技术路线及章节安排 |
第二章 球团干燥过程的理论分析 |
2.1 球团链篦机鼓风干燥段球团传热理论分析 |
2.1.1 球团对流换热传热分析 |
2.1.2 球团热传导传热分析 |
2.1.3 球团传热问题的数值求解方法 |
2.2 球团干燥过程多孔介质理论分析 |
2.2.1 多孔介质简介 |
2.2.2 多孔介质研究方法 |
2.2.3 球团干燥过程多孔介质传热理论分析 |
2.3 球团干燥过程水分迁移机理 |
2.4 本章小结 |
第三章 链篦机鼓风干燥段球团干燥过程模拟方法 |
3.1 球团干燥过程模拟分析理论基础 |
3.1.1 计算流体动力学 |
3.1.2 离散元基本原理 |
3.1.3 CFD-DEM耦合理论 |
3.2 鼓风干燥段球团传热过程数学建模 |
3.2.1 模拟分析假设条件 |
3.2.2 模拟分析气相控制方程 |
3.2.3 模拟分析固相控制方程 |
3.3 球团干燥过程模拟分析主要性能指标 |
3.3.1 球团料层干燥速率 |
3.3.2 球团料层破裂率 |
3.4 球团干燥过程模拟分析方法 |
3.5 本章小结 |
第四章 鼓风干燥段球团干燥过程数值模拟 |
4.1 数值模拟平台 |
4.1.1 前处理软件ICEM CFD |
4.1.2 有限元模拟软件FLUENT |
4.1.3 离散元模拟软件EDEM |
4.1.4 后处理软件ENSIGHT |
4.2 物理模型的建立及区域的离散化 |
4.2.1 模型实验法及相似性理论 |
4.2.2 物理模型的建立 |
4.3 初始条件 |
4.4 数值模拟结果分析 |
4.4.1 温度分析 |
4.4.2 球团干燥速率分析 |
4.4.3 球团破裂率分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 球团链篦机鼓风干燥段热能匹配研究 |
5.1 热能匹配数学建模 |
5.2 热能匹配正交试验方案设计 |
5.3 热能匹配正交模拟试验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 链篦机鼓风干燥段球团干燥过程及热能匹配试验分析 |
6.1 试验系统设计 |
6.1.1 试验设备结构 |
6.1.2 试验数据处理 |
6.2 试验方案设计 |
6.2.1 试验内容及目的 |
6.2.2 试验过程 |
6.3 试验结果分析 |
6.3.1 空间温度分析 |
6.3.2 干燥速率及破裂率分析 |
6.3.3 热能匹配的热能使用效率分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间取得的成果 |
(4)基于CFD的水产饲料指数式水分预测模型与实验验证(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 烘干设备的国内外研究现状 |
1.2.2 烘干设备烘干过程的国内外研究现状 |
1.3 研究的内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 烘干实验平台与数值模拟简介 |
2.1 烘干机实验平台 |
2.1.1 烘干机实验平台结构 |
2.1.2 烘干机实验平台工作原理 |
2.2 数值模拟简介 |
2.2.1 计算流体力学简介 |
2.2.2 基本控制方程 |
2.2.3 湍流模型的选择 |
2.2.4 CFD数值模拟方法和分类 |
2.3 本章小结 |
第3章 烘干室内风速场CFD模拟及实验验证 |
3.1 FLUENT软件的操作流程 |
3.2 烘干室模型的建立 |
3.3 烘干室模型的网格划分 |
3.4 模型参数和边界条件的设定 |
3.5 模拟结果分析 |
3.5.1 气流矢量图分析 |
3.5.2 物料层的风速云图分析 |
3.5.3 物料层风速模拟值分析 |
3.6 实验验证 |
3.6.1 实验材料 |
3.6.2 实验过程 |
3.6.3 实验结果 |
3.7 本章小结 |
第4章 水产饲料烘干水分预测模型与实验验证 |
4.1 常见的烘干模型 |
4.2 烘干水分预测模型 |
4.2.1 数学模型的建立 |
4.2.2 数学模型的数值解法 |
4.3 单一温度实验 |
4.3.1 实验材料 |
4.3.2 实验平台 |
4.3.3 实验过程 |
4.3.4 实验结果分析 |
4.4 数学模型参数的确定 |
4.5 数学模型的验证 |
4.5.1 多梯度温度实验 |
4.5.2 模型预测结果与实验结果对比 |
4.6 本章小结 |
第5章 烘干后水产饲料的耐久性与微观组织结构 |
5.1 饲料耐久性简介 |
5.1.1 饲料耐久性研究的意义和评价指标 |
5.1.2 颗粒饲料粉化率测定仪的发展历程 |
5.2 实验平台 |
5.3 实验过程 |
5.3.1 含粉率测量 |
5.3.2 粉化率测量 |
5.4 饲料耐久性分析 |
5.5 饲料微观组织结构 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
致谢 |
(5)链篦机抽风干燥段温度的多物理场耦合机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究技术路线与论文章节安排 |
第二章 链篦机抽风干燥过程温度的多物理场建模理论研究 |
2.1 链篦机干燥过程传热学理论 |
2.1.1 导热 |
2.1.2 导热问题的数值解法 |
2.1.3 对流换热 |
2.1.4 对流换热的数值解法 |
2.2 球团料层多孔介质理论 |
2.2.1 多孔介质简介 |
2.2.2 多孔介质热质传递过程研究 |
2.2.3 多孔介质传热理论 |
2.3 水分迁移机理研究 |
2.4 计算流体动力学 |
2.4.1 计算流体动力学简介 |
2.4.2 前处理软件ICEM CFD |
2.4.3 FLUENT软件 |
2.4.4 后处理软件Tecplot 360 |
2.5 本章小结 |
第三章 链篦机抽风干燥过程温度的多物理场数学建模 |
3.1 链篦机干燥段热过程分析 |
3.2 抽风干燥段热过程数学模型 |
3.2.1 假设条件 |
3.2.2 气体控制方程 |
3.2.3 球团料层控制方程 |
3.2.4 篦板热交换与压力损失模型 |
3.3 球团料层干燥数学模型 |
3.3.1 球团料层干燥过程分析 |
3.3.2 毛细作用干燥模型 |
3.4 模型边界条件和初始条件 |
3.5 本章小结 |
第四章 链篦机抽风干燥过程温度的多物理场数值模拟 |
4.1 物理模型的建立及区域的离散化 |
4.1.1 物理模型的建立 |
4.1.2 区域的离散化 |
4.2 数值求解方法和方程的定解条件 |
4.2.1 数值求解方法 |
4.2.2 定解条件 |
4.2.3 算法流程 |
4.3 数值模拟结果分析 |
4.3.1 温度分布 |
4.3.2 气体流速分布 |
4.3.3 气体压力分布 |
4.3.4 段间耦合作用 |
4.4 本章小结 |
第五章 链篦机抽风干燥过程温度的多物理场耦合试验分析 |
5.1 试验系统设计 |
5.1.1 试验设备结构 |
5.1.2 试验数据采集 |
5.2 试验方案设计 |
5.2.1 试验目的 |
5.2.2 试验流程 |
5.2.3 试验参数设定 |
5.2.4 试验测点布置 |
5.3 试验结果分析 |
5.3.1 空间温度分析 |
5.3.2 气流速度分析 |
5.3.3 模型验证结论 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间取得的学术成果 |
(6)球团链篦机鼓风干燥段多物理场耦合机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 烧结矿及球团的研究现状 |
1.2.1 烧结矿工艺的研究现状 |
1.2.2 球团料层热传递的研究现状 |
1.2.3 水分干燥的研究现状 |
1.3 多物理场耦合的研究现状 |
1.4 课题的研究意义和主要研究内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 主要研究内容与技术路线 |
第二章 球团链篦机鼓风干燥段多物理场建模基础分析 |
2.1 球团链篦机鼓风干燥段传热学理论分析 |
2.1.1 热传导 |
2.1.2 对流换热 |
2.1.3 传热问题的数值求解方法 |
2.2 球团料层多孔介质理论分析 |
2.2.1 球团料层多孔介质简介 |
2.2.2 球团料层多孔介质的研究方法 |
2.2.3 球团料层多孔介质传热的理论分析 |
2.3 球团干燥动力学理论分析 |
2.4 球团链篦机鼓风干燥段计算流体动力学分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 球团链篦机鼓风干燥段多物理场数学建模 |
3.1 鼓风干燥段传热过程分析 |
3.2 鼓风干燥段热过程的数学模型 |
3.2.1 假设条件 |
3.2.2 气体控制方程 |
3.2.3 球团料层能量方程 |
3.2.4 链篦机篦床简化模型 |
3.3 球团料层干燥的数学模型 |
3.3.1 球团料层干燥过程分析 |
3.3.2 球团表面干燥模型 |
3.3.3 球团内部干燥模型 |
3.4 本章小结 |
第四章 球团链篦机鼓风干燥段多物理场数值模拟 |
4.1 数值模拟平台 |
4.1.1 前处理软件ICEMCFD |
4.1.2 数值模拟软件Fluent |
4.1.3后处理软件Tecplot360 |
4.2 物理模型的建立及区域的离散化 |
4.2.1 物理模型的建立 |
4.2.2 区域的离散化 |
4.3 数值求解方法和方程的定解条件 |
4.3.1 数值求解方法 |
4.3.2 边界调节和初始条件 |
4.4 数值模拟结果分析 |
4.4.1 温度分布 |
4.4.2 气流速度分布 |
4.4.3 气体压力分布 |
4.5 模型验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 球团链篦机鼓风干燥段多物理场耦合正交数值模拟试验 |
5.1 正交试验设计方法 |
5.2 正交试验方案设计 |
5.2.1 正交试验参数的确定 |
5.2.2 正交试验表的构造 |
5.3 正交数值模拟试验结果分析 |
5.3.1 篦床下部空间温度场分析 |
5.3.2 篦床篦板温度场分析 |
5.3.3 球团料层温度场分析 |
5.3.4 球团料层上部空间温度场分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
(7)“保质、提效”的中药浸膏干燥过程的调控策略研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
引言 |
1 研究目的与意义 |
2 国内外研究背景 |
2.1 干燥技术研究进展 |
2.1.1 干燥设备的研究 |
2.1.2 干燥特性研究 |
2.1.3 干燥过程含水量的在线检测技术研究 |
2.1.4 干燥过程传热传质理论研究 |
2.1.5 褐变机理 |
2.1.6 干燥过程预测模型研究 |
2.1.6.1 薄层干燥模型 |
2.1.6.2 神经网络模型 |
2.1.6.3 支持向量机建模 |
2.1.6.4 其他 |
2.2 中药浸膏干燥研究思路的探讨 |
2.2.1 优化升级干燥设备 |
2.2.2 重视干燥特性研究 |
2.2.3 建立在线预测模型提高干燥过程控制水平 |
2.2.4 加强干燥过程传热传质机理研究 |
2.2.5 完善质量控制体系 |
2.3 总结与展望 |
3 研究内容及技术路线图 |
3.1 研究内容 |
3.1.1 干燥方式的选择 |
3.1.2 模型药的选择 |
3.1.3 干燥特性研究 |
3.1.4 基于偏移活化能理论的传热传质特性研究 |
3.1.5 干燥工艺对浸膏化学成分的影响 |
3.1.6 研究并总结中药浸膏“保质、增效”的干燥调控策略 |
3.1.7 基于MLP与RBF神经网络模型的干燥预测模型研究 |
3.2 技术路线图 |
第一章 中药浸膏干燥特性研究 |
1 仪器与材料 |
1.1 仪器 |
1.2 材料 |
2 实验方法与结果 |
2.1 浓缩液的制备 |
2.2 干燥方法 |
2.3 含水率与干燥速率计算 |
2.4 临界含水量 |
2.5 结果 |
2.5.1 真空干燥特性曲线 |
2.5.1.1 干燥速率曲线分析 |
2.5.1.2 物料温度曲线分析 |
2.5.2 微波真空干燥特性曲线 |
2.5.2.1 干燥速率曲线分析 |
2.5.2.2 物料温度曲线分析 |
3 小结与讨论 |
第二章 基于偏移活化能理论的中药浸膏干燥过程中的传热传质特性研究 |
1 基本理论与数学模型 |
1.1 活化能的概念 |
1.2 偏移活化能的引入 |
1.3 数学模型的建立 |
1.4 偏移活化能的求解与分析 |
1.4.1 传质系数计算 |
1.4.2 工艺条件下的偏移活化能变化曲线分析 |
第三章 干燥工艺对中药浸膏质量的影响 |
1 仪器与材料 |
1.1 仪器 |
1.2 材料 |
2 方法与结果 |
2.1 浸膏粉的制备 |
2.1.1 真空干燥浸膏粉的制备 |
2.1.2 微波真空干燥浸膏粉的制备 |
2.1.3 喷雾干燥浸膏粉的制备 |
2.2 丹参总酚酸提取物HPLC指纹图谱分析 |
2.2.1 色谱条件 |
2.2.2 对照品溶液的制备 |
2.2.3 供试品溶液的制备 |
2.2.4 方法学考察 |
2.2.4.1 精密度试验 |
2.2.4.2 稳定性试验 |
2.2.4.3 重复性试验 |
2.2.5 样品测定 |
2.2.6 指纹图谱的建立及相似度评价 |
2.2.6.1 相似度评价 |
2.2.6.2 主成分分析(PCA) |
2.2.6.3 偏最小二乘判别分析(PLS-DA) |
2.2.6.4 干燥工艺对丹酚酸B含量的影响 |
2.3 甘草浸膏HPLC指纹图谱分析 |
2.3.1 色谱条件 |
2.3.2 对照品溶液的制备 |
2.3.3 供试品溶液的制备 |
2.3.4 方法学考察 |
2.3.4.1 精密度试验 |
2.3.4.2 稳定性试验 |
2.3.4.3 重复性试验 |
2.3.5 样品测定 |
2.3.6 指纹图谱的建立及相似度评价 |
2.3.6.1 相似度评价 |
2.3.6.2 主成分分析(PCA) |
2.3.6.3 偏最小二乘判别分析(PLS-DA) |
2.3.6.4 差异成分指认 |
2.3.6.5 干燥工艺对新甘草苷、甘草酸含量的影响 |
2.4 黄精多糖含量 |
2.4.1 多糖含量测定 |
2.4.1.1 标准溶液的制备 |
2.4.1.2 供试品溶液的制备 |
2.4.1.3 标准曲线绘制 |
2.4.1.4 样品含量测定 |
2.4.1.5 主成分分析(PCA) |
2.4.1.6 多元线性回归分析 |
2.5 褐变分析 |
2.5.1 色泽的测定 |
2.5.2 褐变指数的测定 |
2.5.3 5-HMF含量测定 |
2.5.3.1 色谱条件 |
2.5.3.2 对照品溶液的制备 |
2.5.3.3 供试品溶液的制备 |
2.5.3.4 标准曲线绘制 |
2.5.3.5 样品测定 |
3 小结与讨论 |
第四章 中药浸膏“保质、提效”的干燥策略研究 |
1 仪器与材料 |
1.1 仪器 |
1.2 材料 |
2 实验方法与结果 |
2.1 模型药的选择的及制备 |
2.2 干燥速率与物料温度测定 |
2.3 耗电量的计算 |
2.3.1 丹酚酸B含量测定色谱条件 |
2.3.2 对照品溶液的制备 |
2.3.3 供试品溶液的制备 |
2.3.4 标准曲线的绘制 |
2.4 真空干燥工艺条件的选择 |
2.4.1 干燥温度的选择 |
2.4.2 干燥压力的选择 |
2.5 微波真空干燥工艺条件的选择 |
2.5.1 微波功率的选择 |
2.5.2 干燥压力的选择 |
2.6 真空干燥与微波真空干燥的比较 |
2.7 真空-微波真空组合干燥 |
3 小结与讨论 |
第五章 中药浸膏干燥过程含水率与物料温度的神经网络预测模型 |
第一节 人工神经网络模型 |
1 人工神经网络模型的基本原理 |
2 人工神经网络的基本属性 |
3 人工神经网络的分类以及典型模型 |
4 人工神经网络模型的分类及其概念与特点 |
第二节 基于MLP与RBF神经网络模型的干燥预测模型研究 |
1 数据来源 |
2 研究方法与结果 |
2.1 研究方法 |
2.2 结果 |
3 小结与讨论 |
全文结论 |
1.全文总结 |
2.研究亮点 |
3 不足之处 |
致谢 |
参考文献 |
附件一:在读期间公开发表的学术论文、专着及科研成果 |
(8)盐分对城市污水污泥薄层干燥特性影响规律的实验研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号说明表 |
1 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 远红外辐射干燥 |
1.2.2 超声波辅助干燥 |
1.2.3 含盐多孔介质的干燥蒸发 |
1.2.4 冻融预处理 |
1.2.5 研究现状小结 |
1.3 研究内容 |
2 实验方案与理论分析 |
2.1 实验样品 |
2.1.1 盐含量的确定 |
2.1.2 含盐污泥样品制备 |
2.2 实验系统 |
2.2.1 远红外辐射干燥设备 |
2.2.2 超声波辅助热风对流干燥设备 |
2.2.3 不确定度分析 |
2.2.4 实验工况 |
2.2.5 重复性实验 |
2.3 理论分析方法 |
2.3.1 动力学特性 |
2.3.2 干燥模型 |
2.4 双因素方差分析 |
2.5 本章小结 |
3 远红外辐射条件下含盐污泥干燥特性 |
3.1 水分比和干燥速率 |
3.1.1 盐浓度的影响 |
3.1.2 辐射源温度的影响 |
3.1.3 冻融预处理的影响 |
3.2 有效湿分扩散系数 |
3.3 双因素方差分析 |
3.4 干燥模型 |
3.5 本章小结 |
4 超声波辅助热风对流作用下含盐污泥干燥特性 |
4.1 水分比和干燥速率 |
4.1.1 超声功率的影响 |
4.1.2 盐浓度的影响 |
4.1.3 温度的影响 |
4.1.4 冻融预处理的影响 |
4.2 动力学参数 |
4.2.1 有效湿分扩散系数 |
4.2.2 表观活化能 |
4.3 双因素方差分析 |
4.4 干燥模型 |
4.5 本章小结 |
5 结论 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)人工磁铁矿球团干燥动力学(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 铁矿资源现状 |
1.2 人工磁铁矿研究现状 |
1.3 磁铁矿球团干燥研究现状 |
1.4 物料湿分迁移方式 |
1.5 选题背景及其意义 |
第2章 原料性能及研究方法 |
2.1 原料 |
2.1.1 磁铁矿 |
2.1.1.1 化学性质 |
2.1.1.2 物理性质 |
2.1.2 膨润土 |
2.1.2.1 膨润土化学分析 |
2.1.2.2 膨润土物理分析 |
2.2 试验设备 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 原料性质 |
2.3.2 造球试验及生球性能检测 |
2.3.3 生球干燥 |
第3章 造球试验 |
3.1 膨润土用量 |
3.2 预加水分 |
3.3 造球时间 |
3.4 造球机转速 |
3.5 小结 |
第4章 干燥试验 |
4.1 正交试验设计 |
4.2 干燥试验结果与讨论 |
4.2.1 介质温度影响 |
4.2.2 介质流速影响 |
4.2.3 生球直径影响 |
4.3 正交试验结果分析 |
4.3.1 方差分析 |
4.3.2 矩阵分析 |
4.4 交互作用正交试验分析 |
4.5 小结 |
第5章 人工磁铁矿球团干燥动力学 |
5.1 多孔介质干燥动力学特性 |
5.2 动力学方程模型 |
5.2.1 理论方程和半理论方程 |
5.2.2 半经验方程 |
5.2.3 经验方程 |
5.3 人工磁铁矿球团干燥动力学方程选取 |
5.4 人工磁铁矿球团干燥动力学方程分析 |
5.5 模型的验证 |
5.6 天然磁铁矿球团干燥动力学 |
5.6.1 天然磁铁矿球团干燥分析 |
5.6.2 天然磁铁矿球团干燥动力学方程选取 |
5.6.3 天然磁铁矿球团干燥动力学方程分析 |
5.6.4 模型的验证 |
5.7 干燥机理及比较分析 |
5.8 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(10)冶金粉尘灰压球烘干特性及链式烘干机干燥数值模拟研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 含碳球团的干燥机理 |
1.4 链式烘干机的基本工作原理 |
1.5 本论文研究的目的和内容 |
1.5.1 研究的目的和意义 |
1.5.2 论文研究内容 |
2 单个含碳球团干燥特性研究 |
2.1 单个含碳球团干燥过程概述 |
2.2 模型假设 |
2.3 模型控制方程 |
2.3.1 表面汽化阶段 |
2.3.2 内部扩散阶段 |
2.4 模型中主要参数的确定 |
2.4.1 干燥介质的物性参数 |
2.4.2 对流传热与传质系数 |
2.4.3 球团物性参数 |
2.5 数学模型的求解 |
2.5.1 计算区域的离散化 |
2.5.2 控制方程的离散化 |
2.5.3 单个球团干燥模型具体算法 |
2.6 含碳球团干燥实验及模型验证 |
2.6.1 实验装置与方法 |
2.6.2 实验结果与分析 |
2.7 模型计算结果及分析 |
2.7.1 气体温度对球团特性的影响 |
2.7.2 气流速度对干燥特性的影响 |
2.7.3 球团初始含水量对干燥特性的影响 |
2.7.4 球团直径对干燥特性的影响 |
2.8 本章小结 |
3 链式烘干机干燥过程数学模型 |
3.1 链式烘干机工艺简介 |
3.2 链式烘干机干燥过程数学模型 |
3.3 链式烘干机内球团干燥水分分布模型 |
3.4 多料层球团温度场模型 |
3.4.0 基本控制方程 |
3.4.1 气体能量方程 |
3.4.2 固相方程 |
3.5 划分网格及建立差分方程 |
3.5.1 划分网格 |
3.5.2 建立差分方程 |
3.5.3 初值条件和边界条件 |
3.6 模型求解 |
3.7 本章小结 |
4 链式烘干机干燥模拟结果及干燥过程优化 |
4.1 物理模型 |
4.1.1 计算区域的离散化 |
4.1.2 物性参数 |
4.2 模拟结果分析 |
4.2.1 温度分布 |
4.2.2 水分分布 |
4.3 模型验证 |
4.4 链式烘干机内球团干燥过程参数优化 |
4.4.1 入口风速对料层干燥工艺的影响分析及优化选择 |
4.4.2 入口风温对料层干燥工艺的影响分析及优化选择 |
4.4.3 链式烘干机机速对料层干燥工艺的影响分析及优化选择 |
4.4.4 优化参数干燥效果分析 |
4.5 本章小结 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
四、穿流干燥过程中降速段数学模型(论文参考文献)
- [1]特色果蔬转轮热泵联合干燥节能试验与优化[D]. 王教领. 中国农业科学院, 2021
- [2]热风辅助微波干燥过程褐铁矿湿分迁移特性研究[D]. 李冀鲁. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]链篦机鼓风干燥段球团干燥过程分析及热能匹配研究[D]. 史玉坤. 江苏大学, 2020(02)
- [4]基于CFD的水产饲料指数式水分预测模型与实验验证[D]. 梁国栋. 扬州大学, 2020
- [5]链篦机抽风干燥段温度的多物理场耦合机理研究[D]. 陈彩俊. 江苏大学, 2019(02)
- [6]球团链篦机鼓风干燥段多物理场耦合机理研究[D]. 李洋. 江苏大学, 2018(03)
- [7]“保质、提效”的中药浸膏干燥过程的调控策略研究[D]. 李远辉. 成都中医药大学, 2018(01)
- [8]盐分对城市污水污泥薄层干燥特性影响规律的实验研究[D]. 郭佳. 北京交通大学, 2018(06)
- [9]人工磁铁矿球团干燥动力学[D]. 刘承鑫. 武汉工程大学, 2017(04)
- [10]冶金粉尘灰压球烘干特性及链式烘干机干燥数值模拟研究[D]. 张腾中. 重庆大学, 2017(06)