糧食紅外線輔助熱風干燥工藝系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、糧食干燥裝備的設(shè)計不僅涉及到極為復雜的傳熱傳質(zhì)機理、糧食自身的物性特征與干燥特性，又涉及到機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與自動化控制技術(shù)；干燥工藝技術(shù)、機械結(jié)構(gòu)特征、自動化控制技術(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)濟性。面對我國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)實問題，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協(xié)同作用，設(shè)計一種糧食紅外線輔助熱風干燥工藝系統(tǒng)，建立干燥機三維模型，完成樣機設(shè)計

2、與試驗，論文完成的研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　　（1）分析了糧食水分遷出特征與糧食同水分的結(jié)合機理，明確了糧食干燥過程中，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)地進行，而且蒸發(fā)過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30％后，溫度對其結(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)計了一種紅外線熱輻射、

3、逆混流引風組合的干燥工藝系統(tǒng)，既能保證干燥過程中糧食溫度不過高，又能大幅度加快高濕糧食去水速率，同時改善了糧食的干燥品質(zhì)，節(jié)約了干燥能耗。
　?。?）利用糧食對紅外輻射具有選擇性吸收的原理，設(shè)計了一種通過回收煙氣能量產(chǎn)生特定波長的遠紅外輻射裝置，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)；為保證樣機排糧均勻可靠，簡化傳統(tǒng)排糧機構(gòu)，設(shè)計了一種往復式排糧機構(gòu)，增強了樣機整體結(jié)構(gòu)的可靠性，實現(xiàn)了樣機使用功能的多樣性；運用

4、SolidWorks三維設(shè)計軟件建立了樣機整體的三維模型，為樣機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)，建立樣機的仿真模型，基于前期試驗結(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平臺中的流體分析軟件Fluent對樣機內(nèi)氣流分布和壓力場的分布進行模擬仿真，得到了氣流分布的風速場云圖與干燥糧層壓力場云圖，通過仿真的結(jié)果分析了干燥介質(zhì)風速流場分布的均勻性，以及多孔介質(zhì)糧層的壓

5、力分布情況，驗證了樣機設(shè)計的可靠性，也為進一步優(yōu)化設(shè)計干燥機提供重要參考依據(jù)。
　?。?）在安徽蕪湖開展了樣機試驗驗證。試驗結(jié)果表明：干燥過程中，樣機總體運行可靠性強，在風量谷物比為）（0.5~0.7m3/ s?100kg的條件下，稻谷濕基含水率從33%降到15.81%時，稻谷平均去水速率為2.95%/h；在環(huán)境溫度與相對濕度分別為5℃和100%、熱風溫度為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