皮層阻力占優(yōu)物料干燥過程傳質(zhì)問題的研究.pdf

1、在許多種植物材料產(chǎn)品的不同方式干燥過程中，都存在有“皮層阻力占優(yōu)”這一共性問題，即物料的外表皮層組織是制約其傳熱傳質(zhì)進(jìn)程的關(guān)鍵因素。其共同特征是:表皮層傳質(zhì)阻力大，限制了物料內(nèi)部組織的大量水分通過它傳出。但由于缺乏皮層自身傳質(zhì)物性參數(shù)的數(shù)據(jù)，以前的研究往往是將物料的皮層與內(nèi)質(zhì)整體作為連續(xù)均一介質(zhì)處理，而對二者在傳質(zhì)過程中性能的差異及由此產(chǎn)生的問題缺乏必要的研究。
　　本文采用理論研究與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的技術(shù)路線。針對具有“皮層阻力占

2、優(yōu)”傳質(zhì)特性的物料，對內(nèi)質(zhì)和皮層建立分區(qū)擴(kuò)散模型并求解，對發(fā)生在皮層組織內(nèi)部的傳質(zhì)過程機(jī)制加深了解，對皮層自身的傳質(zhì)能力做定量表征，揭示皮層組織是物料干燥過程中最主要的傳質(zhì)阻力之一。
　　在本論文中，將具有“皮層阻力占優(yōu)”傳質(zhì)特性的物料分成內(nèi)質(zhì)區(qū)和皮層區(qū)，并分別假設(shè)不同的擴(kuò)散系數(shù)和邊界條件，建立分區(qū)擴(kuò)散傳質(zhì)模型，利用Matlab進(jìn)行計(jì)算模擬。從模擬結(jié)果可以看出:當(dāng)考慮皮層影響時(shí)，皮層表面的水分迅速干燥完全，而內(nèi)質(zhì)中的水分由于皮層組

3、織的阻礙而緩慢的進(jìn)行擴(kuò)散;皮層的擴(kuò)散率越小，即皮層的阻力越強(qiáng)，那么內(nèi)質(zhì)中水分的擴(kuò)散、滲透越困難。并研究了多種皮層阻力傳質(zhì)機(jī)理并建立對應(yīng)的皮層阻力傳質(zhì)模型。另外，選用皮層阻力占優(yōu)的物料葡萄進(jìn)行熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究和處理得出“皮層阻力占優(yōu)”傳質(zhì)特性。選用無核紫葡萄進(jìn)行去皮、帶皮和堿性溶液處理實(shí)驗(yàn)，將去皮葡萄假設(shè)成均質(zhì)、連續(xù)介質(zhì)求出擴(kuò)散系數(shù)，將帶皮的葡萄顆粒也做同樣假設(shè)求出當(dāng)量擴(kuò)散系數(shù)，根據(jù)求出的內(nèi)質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)和帶皮完整葡萄的當(dāng)量