跨临界co2热泵干燥过程理论分析和应用的研究

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1、国内图书分类号：TB69国际图书分类号：621．6学校代码：10079密级：公开工学硕士学位论文跨临界C02热泵干燥过程的理论分析与应用研究硕士研究生：导!J币：申请学位：学科：专业：所在学院：答辩日期：授予学位单位：王帅谢英柏副教授工学硕士动力工程及工程热物理制冷及低温工程能源动力与机械工程学院2013年3月华北电力大学ClassifiedIndex：TB69U．D．C：621．6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheoreticalAnalysisandAppliedResearchofTranscritical

2、C02HeatPumpDryingProcessCandidate：Supervisor：ShuaiWangAssociateProf．YingbaiXIEAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：School：DateofDefence：Degree--Conferring-—Institution：Refi'igerationandCrogenicsEngineeringSchoolofEnergy,Power&MechanicalEngineeringMarch，2013NorthChinaEle

3、ctricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《跨临界C02热泵干燥过程的理论分析与应用研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：汐廖年3月lz日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《跨临界C02热泵干燥过程的理论分析与应用研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完

4、成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打‘‘√”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密衫日期：z'／3年了月／上日日期：汐眵年岁月J猸摘要干燥是一种需要消耗较多能量的传统工艺过程，广泛应用于国民经济的各个领域。番茄作为一种热敏性果蔬，干燥参数对其品质影响巨大。

5、热泵作为一种高效干燥方式，特别适用于热敏性物料的干燥加工，但由于常用的热泵工质具有臭氧层破坏或者温室效应，面临淘汰。因此本文以番茄为干燥物，研究跨临界C02热泵在干燥过程的理论分析与应用研究。多孔介质干燥的传热和传质过程是一个耦合的复杂过程，可采用多种迁移理论来描述。干燥特性和干燥速率曲线用来描述具体物料的干燥特性，对跨临界C02热泵干燥系统，主要采用COP和SMER两个评价指标。根据番茄薄片的特性，通过建立干燥模型和确定初始和边界条件，理论分析了流动速度、温度和物料厚度对干燥过程的影响。通过对比分析文献的实验数据，分析表明随着热空气流动速度和温度的增加以及物料厚度的降

6、低，干燥速率增大。与热空气流动速度的影响相比，温度对干燥过程的影响较大。但随着热空气温度和流动速度的增加，对干燥过程的影响效果逐渐变小。并且过高的温度会破坏番茄薄片的营养成分。以单级C02热泵干燥系统为例，采用热力学第一定律和第二定律分析系统性能。与常规干燥装置相比，C02热泵干燥系统的理论SMER可提高45．6％。系统中的压缩过程、加热空气过程、节流过程和除湿过程的烟损失占整个系统媚损失的75％以上。同时结合C02工质的特性，分析蒸发温度、气体冷却器出口温度以及压缩机排气压力对干燥过程的影响。结果表明：热泵干燥的COP和SMER随蒸发温度的上升、气体冷却器出口温度的下

7、降和压缩机排气压力的降低而上升。在实际运行中，为了保证热泵干燥系统高效工作，蒸发温度应低于限定值，并且在满足干燥过程正常运行所需要的压缩机排气温度前提下，应尽量降低压缩机的排气压力。关键词：C02；热泵干燥；热力学分析；传热传质AbstractDehydrationdryingisatraditionalprocesswhichcouldconsumemoreenergy．Atpresent,dryingtechnologyiswidelyusedinallareasofpeople’Sproductionandlife．Astomato