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毛细多孔介质干燥过程中传热传质模型研究及应用

基于体积平均理论,把含湿毛细多孔介质视为宏观意义上的虚拟连续介质。分析了含湿毛细多孔介质干燥过程中流体的基本传输形式。液体和气体在多孔介质中的流动遵循达西定律,同时考虑了液体传输时的毛细效应和蒸汽与空气分子的相互扩散效应。在多孔介质流体基本传输机制基础上,假设多孔介质相变传热传质过程中各质点处于局部热力学平衡,考虑了多孔介质干燥过程中介质内部三相:固相、液相和气相在质量、动量和能量守恒关系的相互作用,分别建立了由多孔介质干燥过程中湿份和流体质量守恒方程以及多孔介质能量守恒方程共同组成的干燥过程相变传热传质三方程数学模型。在建立多孔介质各相质量守恒方程时,液体蒸发量相对于蒸汽相而言为质量源,对液相本身而言为质量汇。在三方程数学模型的基础上,以残余饱和度S_(ir)为判据把对流干燥过程划分为湿区和干区两个区域。根据不同干燥区域中传热传质的不同,分别建立湿区和干区干燥模型,并以“蒸发界面”动态边界作为两干燥区域模型的耦合边界。得到了湿  (本文共164页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南大学
西南大学

甘蓝型油菜籽热风干燥传热传质特性及模型研究

油菜(Brassica campestris L.)既是经济价值高、发展潜力大的油料作物,又是蛋白质、饲料、蜜源和能源作物,具有很高的综合开发利用价值。油菜籽是世界第三大植物油和第二大蛋白质来源。我国是油菜籽的生产和消费大国,长江流域是我国油菜籽的主产区,种植面积和产量约占全国的70%,以种植甘蓝型油菜(Brassica napus L.)为主。新收获油菜籽的含水率较高,且收获期多为高温多雨的梅雨季节,收储条件很难控制,油菜籽常出现发热、酸败及霉变,从而影响种用油菜籽的生理特性,以及加工用油菜籽的加工特性和制油品质。为保证油菜籽的种用安全、制油品质及储藏要求,需对油菜籽进行干燥。热风干燥是现在国内应用最广泛的油菜籽干燥方法。油菜籽是吸湿性非饱和多孔介质,其籽粒具有复杂的多孔介质生物质结构特性。油菜籽的热风干燥传热传质过程涉及多相耦合及湿分相变,并对热风温度敏感。本论文以甘蓝型油菜籽热风干燥为对象,围绕干燥过程中“湿分”的变化,研...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京建筑工程学院
北京建筑工程学院

基于偏移活化能的多孔物料内部干燥热质传递特性的研究

干燥是工农业生产和人类日常生活中最广泛存在的一个复杂热物理过程,在物料中同时发生传热传质过程。多孔介质干燥学科发展至今已取得了长足发展,研究成果众多,但由于多孔物料干燥过程的复杂性、多变性和非稳定性,使得对多孔介质过程的研究仍然以实验研究为主。因此,丰富和完善干燥过程传热传质理论、加深对多孔介质干燥过程物理机制的认识,对于合理组织干燥过程、节约干燥过程能耗、提高干燥产品质量具有重要的理论意义和实用价值。基于偏移活化能理论和不可逆热力学理论,应用能量守恒定律、质量守恒定律和热力学第二定律,分析了多孔介质干燥过程中流体的基本传输形式,考虑了液体传输时的毛细效应和扩散效应,建立了对流干燥过程一维热湿传递的数学模型,并对其进行分析求解。该模型充分考虑了传热与传质之间的相互耦合,能准确预测干燥过程中物料的含湿量变化。搭建物料动态干燥实验台,以片状土豆为实验对象,来验证偏移活化能动态数学模型,得到了土豆干燥过程中内部温度和平均含湿量的变化曲...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

变压器煤油汽相干燥系统中传热传质过程的理论研究

煤油汽相干燥技术是大型油浸式电力变压器生产和维修过程中最重要的工艺过程之一。由于变压器大型化,使用场地偏远以及变压器整体运输困难等因素,移动式煤油汽相干燥设备应运而生。然而,关于移动式煤油汽相干燥过程的传热传质机理研究工作,很少有人做过相关研究,机理方面基本处于空白。但是,关于这一方面的研究,对于变压器煤油汽相干燥技术及设备的发展却有着重要的意义和作用。本文从宏观和微观两方面对移动式煤油汽相干燥过程传热传质机理进行了定量理论研究和模拟计算。整体系统研究方面:建立了两个数学模型,第一个是针对移动式煤油汽相干燥工艺过程所建立的,给出了相应的阶段方程,从而建立了一个能够反应不同工艺阶段工艺参数间定量关系的数学模型。第二个是针对移动式煤油汽相干燥设备系统所建立的,包括48个数学方程的热质传递数学模型,完整地表征了工艺过程中煤油、水、空气三种介质的相变与迁移过程的热力学规律,详细地描述了设备关键单元和流程中温度、压力、流量等重要物理量间的...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

微观尺度褐煤干燥过程传热传质分析研究

褐煤作为一种易燃的化石燃料,我国目前已经探明的保有储量为1300亿吨,具有较好的开发利用前景。较高的含水量、灰分和挥发分极大影响了褐煤的利用价值。为了提高褐煤的开采经济性和使用价值,对褐煤原煤进行干燥处理是十分必要的。目前关于褐煤干燥主要集中于干燥特性的研究,对于干燥过程中颗粒的传热传质分析主要进行理论公式的推导和计算,忽略了褐煤内部复杂的孔隙结构对传热传质的影响。本文基于离散小波变换理论对2000放大倍数下的褐煤SEM图像进行变换处理分析,得到褐煤微观孔道二维模型。将利用该模型计算出的褐煤平均孔隙直径和孔隙率与实际值进行对比,误差较小,从而验证了该几何模型的准确性。该方法对研究褐煤微观组织结构提供了依据,对褐煤内部孔隙分布有了更直观的认识。将多孔介质理论和流体力学理论运用到褐煤干燥过程中的传热传质。将低温干燥条件下的褐煤内部作为饱和区域进行分析,研究了不同风速对褐煤内部流场分布的影响。结果表明风速对干燥速率影响不大,保持风速在...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

康乃馨热风干燥特性及其传热传质研究

康乃馨含人体所需的多种微量元素,主要有钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)等。长期饮用康乃馨花茶能改善血液循环,增强机体的新陈代谢机能。对于爱美的女性来说,康乃馨花茶具有更高的价值,它可以调节人体内分泌,清新除燥,排毒养颜,延缓衰老。而在作者所查阅的文献中,关于康乃馨干燥特性研究方面的文献非常少。本文选取康乃馨为研究对象,研究其热风对流干燥特性及传热传质模型,为康乃馨的工厂化生产提供一定的技术参考。1)选取温度、风速、装载量为试验因素,进行康乃馨的单因素试验,确定合适的因素水平,分别为热风温度60℃-80℃,风速1.0m/s-4.0m/s,装载量2kg/m2-8kg/m2。并分析各个因素对干燥特性的影响,结果表明,3个因素对康乃馨的干燥特性影响均显著,温度越高,风速越大,装载量越少,康乃馨达到安全水分所用的时间就越短。2)设计以热风温度、风速为试验因素的全面试验,研究康乃馨...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>