硕士论文-玉米内部传热传质的理论分析及其数值模拟

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1、东北大学硕士学位论文玉米内部传热传质的理论分析及其数值模拟姓名：杨浩林申请学位级别：硕士专业：工程热物理指导教师：王国恒2001.7.13东北人学坝I‘论史摘要＼玉米单体内部传热传质的研究是玉米干燥中的基础理论研究部分，也是近几十年来各国学者关注的研究课题。目前在干燥机的模拟程序中，主要利用薄层经验方程来进行迭代计算，无法对玉米内部的传热传质过程进行模拟，因而也就无法对许多包含缓苏过程的复杂干燥工艺和引起玉米裂纹和品质下降的成因进行模拟和定量计算。1／本文的主要内容是干燥和缓苏过程中玉米内部传热传质的理论分析、

2、数学模拟和验证分析。本文对热风干燥和缓苏过程中玉米的形状特性和边界条件进行了分析。根据工程传热传质学理论，分析了玉米单体在干燥和缓苏过程中同时传热传质的理论模型，用有限元方法详细推导了求解二维非稳态同时传热传质过程的复杂的非线性偏微分方程组的经过。本文综述了玉米的水分扩散系数、导热系数等一些与温度和含水量有关的变物性参数，模拟了不同干燥温度下以及缓苏过程中玉米单体内部温度场和水分分布，并与国外的一些单粒干燥实验数据作了比较，达到了较高的模拟精度。本文通过对干燥和缓苏过程中玉米单体内部传热传质这一复杂过程的分析和

3、模拟计算，明确了干燥和缓苏过程中玉米内部水分和温度的变化规律，对干燥段和缓苏段尺寸的计算具有参考价值，同时为进一步进行应力分析奠定了基础，对改善和研制新的干燥系统也具有一定的借鉴意义。关键词：玉采辛凛传热和传质数孛模拟有限完寺法东北人学硕f‘论文摘要ABSTRACTThestudyofheatandmasstrailsferwithinacornkemeiISapartofbasictheoryincomdrying，andithasbeenastudyproblembeginningtoreceivecons

4、iderableattentionfromresearchersinrecentyears．Indryingsimulationprogramatthemoment，thethin—layerdryingequationsaremainlyusedtocalculatethecomtemperatureandmoisturecontent，buttheprocessofheatandmasstransferwithincornkemelscannotbesimulated．Atthesametime，manyc

5、omplexdryingtechnologicalprocessincludingtemperingprocessandfactorsleadingtostresscrackingofgrainkernelsanddeclininginqualitycannotbesimulatedtoo．Themaincontentofthispaperisthetheoryanalysis，mathematicalsimulationandexperimentalanalysiswithincornkernelduring

6、dryingandtempering．TheshapeandboundaryconditionsofCOrnkernelduringheatedairheatingandtemperingareanalyzed．Accordingtothetheoryofengineeringheatandmasstransfer,mathematicalmodelsofheatandmasstransferofcornkernelduringdryingandtemperingareraised，andaresolvedin

7、detailbyuseofthefiniteelementmethod(FEM)．Thecornkernelliquiddiffusivityandthermalconductivityetc．withrelationtOtemperatureandmoisturearesummarized．ThetemperaturefieldandthemoisturecontentdistributionofCOrnkernelduringdryingandtemperingarecalculated，andthepre

8、dicteddatacomparewiththeexperimentaldataofCOrnkerneldryingofothercountry,“hichindicateshighprecision．BymeansoftheanalysesandcalculationsofcomplexheatandmasstransferwithinCOrnkernel，thechangelaws