气流干燥机的性能分析

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1、第上海水产大学学报,卷第期年,月气流干燥机的性能分析郑国生上海水产大学,摘要采用计算机模拟的方法,系统地分析了各种操作参数对气流干燥机性能的影响,提出了对,于给定的气流干燥机存在最佳风量和最佳喂入量的新观点研究了最佳风量和最佳喂入量的相互关系以及它们与干燥机性能指标的关系。,,,,关镇词气流干燥机热风温度风量喂入量模拟与分析气,流干燥是伴随气固流动的复杂传热传质过程诸多操作参数和结构参数都直接地影响,。,着干燥机的性能这些因素相互影响形成了复杂的变化规律长期以来尽管人们已做了不少、,、,,的试验研究龟井三郎桐荣良三和,,,’和,等〕和理论

2、探讨和,〕试。图弄清干燥管内部的颗粒运动规律和传热传质规律但这些研究结果还是初步的,迄今尚未发现有系统阐述气流干燥机性能的文献。这种状况不利于充分发挥气流干燥机的效能,有碍于机器的进一步推广使用。,,本文将根据气流干燥的数学模型采用计算机数值模拟的方法系统地分析各种操作参数,,。对气流干燥机性能的影响旨在得出一些有价值的结论供生产和设计人员参考数学模型采用郑国生、曹崇文」提出的数学模型,该模型主要由下述五个微分方程组成。、一,。,口热平衡方程一「一二豁户户、,,一’一‘一‘、式中为物料温度℃为管长为气固间的传热系数为热空气一‘。一‘一‘温

3、度℃为水的蒸发潜热为水蒸汽的比热容℃为单位体积干燥管一‘一‘一户内颗粒的表面积为颗粒表面的蒸发速率为管径为物料喂入,一‘‘,’‘℃一’‘,一‘℃一’量干物质为物料的干物质比热容为水的比热容为物料水分干基。,,,、、、六人一户尤热亏递万程扩一,、。一刀沈,、’‘一‘。式中为风量干空气为干空气比热容”℃为热空气湿含量一,、汀质带均万程石万一丁下丁刀沈、了仕一一收到。上海水产大学学报卷干燥速率方程一·豁警于创百、了、任乃月,了、夕,。户一,平,户一会一,一,,,,,一‘,式中凡为颗粒密度对于湿物料尸夕尸为颗粒密度干物质为颗粒速度,一’,为气固阻

4、力一为重力加速度一,为干燥管单位体积一,,二。,凡内颗粒与管壁间的摩擦力为空隙率一一马咋颗粒向上运动时取负号向下时取正号。方程组的边界条件、参数、及求解方法详见文献习。,、,根据上述模型编制了直管式脉冲管式和倒锥管式气流干燥机的模拟程序并对模拟结果进行,。了试验验证郑国生干燥机性能分析,,为了分析操作参数对气流干燥机性能的影响规律不失一般性采用直接喂料的直管式气流干燥机作为分析例。物料参数、操作参数和结构参数基本参照桐荣良三提供的设计实例给,出考察的性能指标为降水幅度△一一,。。、。式中△为降水幅度干基为物料的初始和干燥终了水分干基‘。,

5、。。一单位热耗无排气余热回收户△,·一‘。,式中为单位热耗为环境空气的湿含量数值上等于热空气的初始湿含。。。量气为热空气的初始温度以下简称热风温度℃为环境空气的温度℃,△干燥强度二式中,为干燥强度·一‘一’为干燥管的总长度。,、,本节将采用单因素模拟的方法研究热风温度喂入量和风量对干燥机性能的影响并进一步探讨在最佳操作工况下的喂入量与风量之间的关系以及它们与性能指标的关系。这里采,一尸,一又用的模拟试验条件如下物料为散粒体物料粒径颗粒密度一。、初始水分一物料的初始温度弥一℃文中未特别指明的情况,厂下采用的值为℃临界水分从一干燥管的直径一干

6、燥管总长。。热空气的初始湿含量一热风温度的影响典型的模拟结果如图所示,采用的喂入量为”、风量为“‘。从图中可以看出随热风温度的增加,干燥强度和降水幅度呈直线迅速增大。热风温度为,·一‘一、。℃时干燥强度和降水幅度约为干基热风温度增加到℃,·一‘一、。。,时干燥强度和降水幅度达干基可见提高热风温度是增大干燥强度和降水幅度的有效办法。在本例中,单位热耗曲线以风温℃为分界点,形成了两种变化趋势。热风温度低于郑国生,。酒糟气流干燥的机理、模拟和试验研究,北京农业工程大学学位论文。期郑国生气流干燥机的性能分析,,,时降水幅度小于干基即终了水分大于临

7、界水分此时物料尚未进入降速干燥。,,段在该区随着热风温度的提高排气的热损失和预热物料的热损失占外界提供的总能量比例变小,从而使干燥机热效率提高、单位热。,,占耗下降如图所示风温为时单位。潇以认氏以氏,门刁一一’,,﹃热耗为风温为时·一‘,尹产沪单位热耗下降为两者相·内一上洲二。已地。,,差近可见对于表面水的物料提高娜十门准,热风温度可使单位热耗有所下降有利于夕卜罗·提高干燥机的热效率当热风温度高于℃,,时降水幅度大于干基即终,了水分小于临界水分此时在气流干燥过程中。,已存在降速干燥段这样随着风温的℃提高,降水幅度,增加降速干燥段占干燥过,

8、程中整个干燥段的比例变大抵消了表面图热风温度对干燥机性能的影响水分蒸发时随热风温度的提高单位热耗下,从降这一效应而使整个干燥段的单位热耗反而有所上升。图中单位热耗曲线末端的上翘部分就反映了这一