过热蒸汽干燥凝结段的干燥动力学特性.pdf

《过热蒸汽干燥凝结段的干燥动力学特性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第13期农业工程学报2012年7月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，01．28NO．13Jul．20122ll过热蒸汽干燥凝结段的干燥动力学特性史勇春l'2，李捷狱，李选友2，王成运2，赵改菊2，尹凤交2(1．山东大学能源与动力工程学院，济南250061#2．山东省科学院工业节能研究中心，济南250103)摘要：为了深入了解过热蒸汽干燥过程的机理，进而优化干燥操作，开展了褐煤热空气干燥和过热蒸汽干燥对比试验，结果表明：在过热蒸汽干燥的初始阶段存在明显的蒸汽凝结现象

2、，其干燥动力学特性与热空气干燥存在明显不同。通过对过热蒸汽干燥动力学过程的理论分析，研究了过热蒸汽凝结对干燥过程初始阶段的影响。在热空气干燥过程数学模型的基础上，结合过热蒸汽的凝结现象，对过热蒸汽干燥的数学模型进行了改进。经试验结果验证，改进的数学模型具有很好的拟合精度，决定系数大于0．97。研究为优化干燥设备设计和操作条件提供了依据。关键词：干燥，动力学，模型，过热蒸汽干燥，凝结doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．13．034中图分类号：TD849+．2；TQ028．6+72文献标志码：A文章编号：1002—6819(

3、2012)一13-021卜06史勇春，李捷，李选友，等．过热蒸汽干燥凝结段的千燥动力学特性[J]．农业工程学报，2012，28(13)：211--216．ShiYongchun，LiJie，LiXuanyou，eta1．Dryingkineticsofeondensationstageinsuper-heatedsteamdrying[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofA鲥culturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(13)：21】--216．(inChine

4、sewithEnglishabstract)0引言干燥是很多工、农业生产中的重要工艺过程之一，一些学者针对干燥进行了大量研究110l。过热蒸汽干燥(super-heatedsteamdrying)是指利用过热蒸汽直接与物料接触而去除水分的一种干燥方式，具有节能效果显著、干燥品质好、传热传质效率高、无失火和爆炸危险等特点【8l，特别适合于粮食、蔬菜、水果等高湿物料的干燥，是一种具有较大潜力的新型干燥技术。近年来．过热蒸汽干燥技术被广泛用于各种物料如食品⋯“、木材[12-t3】、纸张114-151、褐煤11乒]81和污泥㈣等的干燥过程，应用研究取得了较大的

5、进展。虽然过热蒸汽并不改变干燥过程的一般特性[201，但过热蒸汽干燥与热风干燥存在一些显著的区别。在过热蒸汽干燥的初始阶段，由于干燥物料为室温．远低于过热蒸汽的温度，过热蒸汽会在湿物料表面产生凝结现象1211。虽然过热蒸汽在湿物料表面的凝结现象十分普遍，但很多学者[22-23I认为存在的时间短、精确的数学描述不可行，因而在研究均忽略了该现象。Fyhr和Rasmuson{12’驯在研究中考虑了凝结过程，但把凝结水作为额外的表面因素来处理，与试验结果相比精度差距较大。Kittiworrawatt和Devahastint25]在生物材料的过热蒸汽干燥模型中加

6、入了收稿H期：201I-10-16修订日期：2012-05-02基金项目：山东省成果转化专项资助项目(2009ZHZXIA0204)1山东省科学院博士资助项目作者简介：史勇春(1961一)。男．山东章丘人-研究员，丰要从事干燥理论和技术的研究。济南山东大学能源与动力工程学院，250061。Email：shiyc41@holmail．corn※通信作者：李捷(1982一)，男．湖北薪春人，博士，主要从事干燥理论、洁净煤技术的研究。济南山东省科学院工业节能研究中心．250103。Email：je疋lce(孕foxmail．com初始水蒸汽冷凝的影响，在一定

7、程度上提高了对物料含水率和温度的预测结果，但温度预测结果仍比实际低，且在高温和低压下该模型无法预测，需要进一步深入研究。Sa—adehom等1261对猪肉片的过热蒸汽干燥建立了模型，并加入了初始蒸汽冷凝过程，得出了蒸汽冷凝量，但并没有分析蒸汽冷凝量与干燥时间的关系。总的来说，虽然干燥初始阶段蒸汽冷凝对过热蒸汽干燥存在影响，但目前关于该现象的研究较少且不深入。因此，本文针对过热蒸汽干燥过程中蒸汽凝结现象进行理论分析，并对干燥过程的数学模型进行了修正，完善了过热蒸汽干燥动力学过程的理论描述，为深入理解过热蒸汽干燥过程机理、优化干燥设备设计与干燥操作条件提供

8、了理论依据。1材料与方法自行研制搭建的过热蒸汽干燥机理试验台架流程图如图1所示，该台架主要由窄