糧食紅外線輔助熱風(fēng)干燥工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、糧食干燥裝備的設(shè)計(jì)不僅涉及到極為復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)機(jī)理、糧食自身的物性特征與干燥特性，又涉及到機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制技術(shù)；干燥工藝技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)特征、自動(dòng)化控制技術(shù)水平直接影響到干燥品質(zhì)、能耗、設(shè)備壽命、安全性及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。面對(duì)我國(guó)糧食干燥普遍存在的受熱不均勻、品質(zhì)差、能耗高、效率低等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，本研究從糧食水分結(jié)合能分析入手，基于干燥系客觀的充分利用和多場(chǎng)協(xié)同作用，設(shè)計(jì)一種糧食紅外線輔助熱風(fēng)干燥工藝系統(tǒng)，建立干燥機(jī)三維模型，完成樣機(jī)設(shè)計(jì)

2、與試驗(yàn)，論文完成的研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　?。?）分析了糧食水分遷出特征與糧食同水分的結(jié)合機(jī)理，明確了糧食干燥過(guò)程中，干燥系統(tǒng)內(nèi)的水分蒸發(fā)在任何溫度下都可以自發(fā)地進(jìn)行，而且蒸發(fā)過(guò)程是熱力共同作用的結(jié)果，水分遷出速率受限于水分與糧食的結(jié)合能，結(jié)合能隨含水率和糧食自身溫度的升高而降低，在糧食濕含量超過(guò)30％后，溫度對(duì)其結(jié)合能的影響非常小，在糧食的低水分區(qū)域，結(jié)合能隨糧食含水率的增大而顯著下降，基于此原理，設(shè)計(jì)了一種紅外線熱輻射、

3、逆混流引風(fēng)組合的干燥工藝系統(tǒng)，既能保證干燥過(guò)程中糧食溫度不過(guò)高，又能大幅度加快高濕糧食去水速率，同時(shí)改善了糧食的干燥品質(zhì)，節(jié)約了干燥能耗。
　?。?）利用糧食對(duì)紅外輻射具有選擇性吸收的原理，設(shè)計(jì)了一種通過(guò)回收煙氣能量產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外輻射裝置，高效利用了廢氣能量，加快了糧食干燥速率，改善了糧食干燥品質(zhì)；為保證樣機(jī)排糧均勻可靠，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)排糧機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種往復(fù)式排糧機(jī)構(gòu)，增強(qiáng)了樣機(jī)整體結(jié)構(gòu)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)使用功能的多樣性；運(yùn)用

4、SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件建立了樣機(jī)整體的三維模型，為樣機(jī)的加工制造提供參考。
　?。?）假設(shè)糧食干燥層為各向同性的多孔介質(zhì)，建立樣機(jī)的仿真模型，基于前期試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置模型中多孔介質(zhì)的參數(shù)與邊界條件，利用 ANSYSWorkbench平臺(tái)中的流體分析軟件Fluent對(duì)樣機(jī)內(nèi)氣流分布和壓力場(chǎng)的分布進(jìn)行模擬仿真，得到了氣流分布的風(fēng)速場(chǎng)云圖與干燥糧層壓力場(chǎng)云圖，通過(guò)仿真的結(jié)果分析了干燥介質(zhì)風(fēng)速流場(chǎng)分布的均勻性，以及多孔介質(zhì)糧層的壓

5、力分布情況，驗(yàn)證了樣機(jī)設(shè)計(jì)的可靠性，也為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)干燥機(jī)提供重要參考依據(jù)。
　?。?）在安徽蕪湖開展了樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明：干燥過(guò)程中，樣機(jī)總體運(yùn)行可靠性強(qiáng)，在風(fēng)量谷物比為）（0.5~0.7m3/ s?100kg的條件下，稻谷濕基含水率從33%降到15.81%時(shí)，稻谷平均去水速率為2.95%/h；在環(huán)境溫度與相對(duì)濕度分別為5℃和100%、熱風(fēng)溫度為50～80℃、排煙溫度為70℃的條件下，稻谷自身溫度保持在35℃以下，較傳