胡萝卜切片热风干燥对流传质系数的估算.pdf

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1、胡萝卜切片热风干燥对流传质系数的估算张雪飞，刘显茜(昆明理工大学机电工程学院，云南昆明650500)EstimationoftheMassTransferCoefficientDuringHot——air——dryingofCarrotSectionZHANGXliefei。LIUXianxi(FacultyofMechanicalandElectricalEngineering，KunrningUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)摘要：将逆数值方法应用于物性测试，通过建Keywords：carr

2、ot；masstransfercoefficient；立胡萝卜的内部水分扩散模型，把反映物料干燥过hot—air—drying；Ficktheorem程动态特性的实验含水率曲线与物料颗粒内部的水分扩散相结合，确定胡萝卜在脱水过程中的对流0引言传质系数。同时研究了厚度、半径、干燥温度和相对湿度对胡萝卜切片对流传质系数的影响。结果在一些文献中，常根据菲克定律，建立热风干表明，对流传质系数不是一个常数。对流传质系数燥数学模型估算水分扩散系数口。。]，但对热风干燥随厚度和干燥温度的增大而增大；随相对湿度的减对流传质系数的估算研究较少。热风干燥对流传小而减小；半径的增大对其无

3、明显影响。质系数是计算、模拟生物多孔材料在干燥和加工过关键词：胡萝卜；对流传质系数；热风干燥；菲程中的一个重要传质特性参数，准确估算对流传质克定律系数对于新设备开发设计、已有设备性能改进，干中图分类号：TS205燥工艺参数优化以及加工产品质量提高起着关键文献标识码：A作用。对流传质系数的试验测定方法有很多，常用文章编号：1001—2257(2015)11—0017—04的是干燥实验法。实验研究对流传质系数一般比Abstract：Thispaperhasappliedinversenu—较昂贵，且要求一些特殊设备]。数值方法可以弥mericalmethodtothee

4、stimationofphysicalprop—补试验方法的操作不方便，实验设备短缺，以及实erty．Bybuildinganinternalmoisturediffusion验设备不能分析问题等缺点。在此，采用数值方法modelandselectingconnectiveboundarycondi-模拟实验条件下的物料脱水过程，估算胡萝卜的对tions，themoisturediffusioninsidethematerial流传质系数，并研究胡萝卜的厚度、半径、干燥温度hasbeenorganicallycombinedwiththedryingex—和相对湿度

5、对传质系数的影响。perimentalcurvestodeterminethemasstransfer1理论分析coefficient．Atthesametime，theimpactofthick—DeNS，radius，dryingtemperatureandrelativehu—1．1理论模型的建立midityonthemasstransfercoefficientofcarrot热风干燥是一个涉及传热传质的复杂过程，热sectionisstudied．Theresultsshowthemass空气干燥过程中，水分从物料内部向表面扩散迁移，然后由物料表面通过对流

6、扩散至热空气中；同transferisnotaconstant．Themasstransfercoef—ficienthadanincreasedtrendfollowedbythickness时热能通过对流传热由热空气传至物料表面，再由物料表面传导至物料内部。由于物料的热传导速andtemperature，anddecreasedwiththedecrease率远远大于水分扩散速率，故将热空气对流干燥假ofrelativehumidity；andthereisnoobviouseffect定为恒温对流干燥，即物料温度恒为热空气温度，fromtheincreases

7、oftheradiUS．不考虑热空气与物料之间的对流传热及物料内部收稿日期：2015—08—21的热传导。根据菲克扩散定律和边界条件，建立胡基金项目：云南省自然科学基金(2011FZ064)；国家自然科学基金资助项目(51566006)萝卜的内部扩散模型和外部与热空气的对流扩散《机械与电子>2015(11)·17·切关系，则传质方程为：At一2D⋯㈣△一，(1)kk-1a￡⋯磐aDffmk~nl一———一：(m一)(9)t一0，0≤2≤h，一o(2)2—0，t>0，J—h(～m)(3)以经验公式(六次多项式)表示：m—P1t+P2t+P3t+P4t。+一0，￡>