气体射流冲击干燥花生实验工艺的优化研究

目的 探究气体射流冲击干燥装置对花生干燥特性和营养品质的影响及优化干燥工艺。方法 利用气体射流冲击干燥装置研究不同因素(干燥温度、风速、喷射间距)对花生的干燥特性、发芽率、营养品质的影响。以上述三因素进行单因素实验,分析实验结果确定待优化区间,并运用Box-Behnken响应面实验设计和隶属度综合评分法,对干燥工艺进行综合优化。通过数据分析与比较,得出最优干燥工艺。结果 温度45℃、风速5 m/s、喷射间距15 cm为最优干燥工艺。此时花生干燥速率为0.09 (g?g-1?min-1)、发芽率为95%、亚油酸含量为34%。结论 该工艺相比其他工艺,既能保证花生营养品质、发芽率,又可实现快速干燥,为气体射流冲击干燥技术应用于花生干燥中提供了一定的理论依据。     

螺旋翅片强化定形机热管换热器的空气侧流动与传热性能

以螺旋翅片强化定形机热管换热器为研究对象,使用Fluent软件对空气侧流动与传热过程进行数值计算,对比分析了螺旋翅片管、平直翅片管和光管的传热性能,得到了螺旋翅片厚度、间距、横向管间距对热管管束性能的影响结果。计算分析入口风速为2～8 m/s、翅片间距为3～6 mm、翅片厚度为0.8～1.2 mm、横向管间距为50～90 mm的不同参数组合模型的努塞尔数Nu、欧拉数Eu、综合评价因子j/f。结果表明:新风入口速度增大,Nu与j/f减小,Eu增大,换热器换热性能下降,所受阻力增大,因此入口风速不宜过大;螺旋翅片的强化换热效果最好,综合评价因子j/f比平直翅片、光管提高了9.27%、202.30%;在一定范围内,减小翅片厚度和横向管间距能够提升换热器的换热性能,翅片间距为5 mm时热管管束综合性能最好。     

山楂气体射流冲击干燥特性及干燥模型

研究不同干燥温度、风速、物料盒宽度和喷嘴高度对山楂气体射流冲击干燥特性及有效水分扩散系数的影响,采用7 种数学模型拟合实验数据,得到了用于描述山楂气体射流冲击干燥的最适数学模型。结果表明：山楂的气体射流冲击干燥主要属于降率干燥。干燥温度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线均具有显著影响,而风速、物料盒宽度以及喷嘴高度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线的影响均不显著。山楂的气体射流冲击干燥有效水分扩散系数随着风温和风速的增加而增加,随着物料盒宽度和喷嘴高度的增加而降低,且最高有效水分扩散系数为9.271×10-8 m2/s。在实验范围内最适宜于描述山楂在气体射流冲击干燥过程中含水率变化规律的数学模型是Page和Modified Page模型。     

颗粒粒径对射流抛光中材料去除的影响

射流抛光技术中,抛光液中颗粒粒径是影响抛光效果的非常重要的一个参数。利用自主研制的射流抛光实验机,采用定点冲击实验研究不同颗粒粒径下的被抛光表面的材料去除特性。实验结果表明,不同颗粒粒径定点冲击时工件表面材料去除均呈圆环状。随着颗粒粒径的增大,材料最大去除深度与材料去除体积呈单调非线性增加,这说明射流的材料去除能力随着颗粒粒径的增大而显著增加。但是,研究结果也表明材料最大去除的位置与射流中颗粒粒径无关,基本保持不变。研究结论有助于深入理解射流抛光中的材料去除机理。     

对使用对喷撞激流喷嘴的纺织厂空调系统测试与分析

对陕西省西安市某纺织厂空调室进行了测试。测试了几种不同工况下的空气处理过程,获得空气处理前后的温度、相对湿度、风速及水温等数据,计算出不同工况下喷水室的通用热交换效率,经对比分析,结果显示使用对喷撞击流喷嘴的喷水室热湿交换效果明显提高。推导出喷水压力0.22MPa,喷嘴孔径5mm,喷嘴密度6对/m2·排条件下等焓加热湿交换效率的实验公式。     

基于气体射流冲击技术北京烤鸭机的实验研究

介绍以气体射流冲击技术为基础的新型"北京烤鸭"烤制装置,该装置突破传统烤制的辐射加热方法,它是通过加热管加热空气,然后热气流经喷嘴射出后,作用于旋转的鸭坯表面,使鸭皮皮下脂肪溶化,鸭皮膨化,达到烤熟的目的.该装置主要是通过高速的气流,提高对流换热系数,使鸭坯在相同的时间内,获得与传统高温烤制相同的热量.通过实验测定烤制后鸭皮的膨化厚度结果表明:该设备能够达到较好的烤制效果,具有鸭皮膨化效果好、污染少的优点.同时对该产业形成标准化具有很重要意义.     

空气-水两相逆流传热传质特性研究

在填料层高度为0.4 m,内径75 mm的填料塔内进行了空气、水逆流条件下的传热传质研究。结果表明:随空气流量的增加,传热系数和传质系数显著增加;与气体流量相比,液体流量和入口水温度对传热传质影响不明显,说明该过程受气膜控制。在本研究条件下总传热系数在10~70 W·m~(-2)·℃~(-1);总传质系数在1.5×10~(-3)~8.0×10~(-3)kg(绝干)·m~(-2)·s~(-1)。     

一步法锦纶氨纶包覆丝的包覆工艺及性能研究

研究了锦纶氨纶拉伸假捻包覆一步法中锦纶6变形丝和氨纶拉伸丝同时输入包覆喷嘴涡流腔内、在超高速涡流空气下形成锦纶氨纶包覆丝的试验方法,探讨了不同包覆工艺条件对锦纶氨纶包覆丝性能的影响。试验表明:在不同包覆喷嘴孔径、喷射空气压力、加工速度工艺条件时,其锦纶氨纶包覆丝的沸水热收缩率及断裂强伸度也随之产生不同的变化。试验认为:包覆工艺参数选择在包覆喷嘴孔径为0.9mm、空气压力为0.45MPa及加工速度为750m/min较为合理,从而使制成的锦纶氨纶包覆丝具有较好的热收缩性能和强伸度特性。     

喷气织机辅助喷嘴流场特性与耗气量分析

为研究辅助喷嘴几何结构对喷嘴喷射效果及耗气量的影响,采用CFD软件Fluent对喷气织机辅助喷嘴流场进行数值模拟,获得了辅助喷嘴在不同供气压力、出口截面积、出口形状及喷射角下的纬纱飞行轴线气流速度分布。结果表明:随压力增大,射流速度的提升逐渐变弱,耗气量随压力呈正相关变化;喷嘴出口截面积影响射流速度和持续性,随截面积增加耗气量不断增大;截面积一定时,出口形状变化对筘槽内流场影响较小;纬纱飞行方向上气流速度及峰值位置随喷射角而变化,在实验范围内,喷射角越大耗气量越小,选择合适的辅助喷嘴和引纬工艺,是实现喷气织机高质低耗目标的关键。     

菠菜脉动式气体射流冲击干燥特性及干燥模型

研究了菠菜在不同干燥温度、风速及物料堆积层数下的脉动式气体射流冲击干燥特性,建立了干燥动力学模型。试验表明:菠菜的干燥时间随干燥温度和风速的升高而减少、随物料堆积层数的增加而增加,整个干燥过程均为降速干燥;菠菜的水分有效扩散系数为(4.7190×10~(-12)～1.5619×10~(-11))m~2/s,干燥活化能为45.35 k J/mol;Midilli-Kucuk模型能很好地描述菠菜脉动式气体射流冲击干燥过程中水分比的变化规律。     

气流柔软整理机喷射结构数值优化研究

为了研究纺织面料气流柔软整理机结构的关键几何参数对流道喷射结构气流场及面料的影响,基于ANSYS Workbench有限元分析软件,借助正交试验法获取不同几何参数的喷射结构,建立喷射结构气流场的数值分析模型,采用流固耦合计算模型和重整化群k-ε(RNG k-ε)湍流模型开展不同喷射结构的内部流场及面料受力情况分析。结果表明:面料表面的平均压力及气流平均速度基本与喷嘴距离面料的高度及喷嘴间距成反比关系,与喷嘴数成正比关系。气流柔软机喷射结构对面料处理效果最佳的工艺参数为:出口射流倾斜角度10°、布宽4 m、喷嘴数4个、气腔喷嘴大小100 mm、喷嘴距离面料高度50 mm、喷嘴间距500 mm。     

基于小波变换的异形喷嘴射流特性分析

对异形喷嘴在不同喷射压力、喷嘴直径、长径比及入口角条件下的喷嘴射流特性进行了实验。在特性分析中，利用小波变换在一维奇异性的优点，将实验数据进行分解重构，抽离出扰动的影响，从而得到更准确的特性曲线。     

气体管路和手套箱氩气中微量水的在线分析

1:1地模拟金属钠冷反应堆的工程条件,建立了气体管路和手套箱氩气中微量水的分析方法.实验结果表明:当氩气中φ(H2O)≈3×10-4%时,测量的相对偏差<18%.在增压泵帮助下可以分析常压甚至微负压状况下手套箱内氩气中的微量水分.该方法完全满足了中国实验快中子反应堆CEFR对所使用氩气中微量水分的测量要求.     

遗传算法优化杏仁气体射流冲击干燥工艺

采用响应面法分析气体射流冲击干燥的风温、风速、喷嘴高度对杏仁干燥成品含水量、复水比、耗电量、干燥时间4个指标的影响并建立其模型;采用因子分析法及MATLAB遗传算法确定4个指标的权重,通过综合评分得到气体射流冲击干燥杏仁的最佳工艺参数。结果表明:风温、风速、喷嘴高度对产品的含水量、复水比、耗电量、干燥时间均有不同程度的影响,且三因素交互作用对成品品质影响显著;杏仁的气体射流冲击干燥最佳工艺参数为风温81.57℃、风速12.03 m/s、喷嘴高度150mm,使用响应面因子分析法和遗传算法优化气体射流冲击干燥工艺结果一致,方法可行。     

窄通道内去离子水的沸腾换热特性实验研究

为了研究矩形窄通道内流动沸腾表面换热系数的影响因素,建立了竖直矩形窄通道流动沸腾传热实验装置,研究了尺寸为720 mm×250 mm×3.5 mm窄通道内离子水的流动沸腾换热特性。采用单侧壁面加热,改变加热热流密度;调节恒温水箱温度,改变工质入口温度;以蠕动泵为动力,改变泵的转速,改变工质流量。实验结果表明:入口温度对流动沸腾表面换热系数基本无影响;流体的紊流度随着质量流量的增加而增加,从而加强了对流换热的强度;在对流沸腾换热阶段,核态沸腾受抑制,表面换热系数随着加热功率的增大反而降低;在完全对流换热阶段,表面换热系数随着加热功率的增大基本不变。该研究为更好地设计板式换热器提供了依据。     

介质阻挡放电参数诊断及对材料表面改性的研究

运用自制常压介质阻挡放电装置对PBT熔喷非织造布的表面进行改性实验，讨论了介质材料的介电常数、厚度、处理时间、放电气体等因素对改性效果的影响。结果表明，介质材料的介电常数越大，厚度越小，对材料的润湿性提高越大；在相同的实验条件下，氩气等离子体比空气等离子体对材料的改性效果更好；而等离子体处理材料时间一般控制在5min内为宜。     

典型雪茄烟叶热解/燃烧特性及动力学分析

为了解雪茄烟叶原料的热解燃烧特性及气相产物释放规律,利用热重分析仪结合傅里叶红外光谱仪(TG-FTIR)研究了在氮气和空气气氛下,雪茄烟叶的热失重过程和气态产物组成,并采用Flynn-WallOzawa方法计算不同气氛下的反应活化能。结果表明:(1)雪茄烟叶的热解和燃烧分别表现为4个失重阶段:脱水、易挥发分和半纤维素的热解、纤维素的热解、木质素热解及炭化。雪茄烟叶在空气气氛下反应剧烈,综合燃烧特性指数为7.15×10~(-8)%~2·min~(-2)·K~(-3)。(2)雪茄烟叶在氮气和空气气氛下的热分解气体产物成分相似,包括H_2O、CO_2、CO和CH_4,以及醛类、酮类、酸类、醇类、酚类和芳香族化合物等有机物,气体释放规律与热失重曲线相符。(3)雪茄烟叶的热解燃烧过程较为复杂,氮气气氛下热解的活化能分布在207～301 kJ·mol~(-1)之间,空气气氛下燃烧的活化能分布在200～595 kJ·mol~(-1)之间,活化能随转化率的增加呈先增大后减小再增大的趋势。     

空气/氩气等离子体预处理涤纶织物的喷墨印花

采用空气/氩气次辉光放电等离子体对涤纶织物表面进行改性预处理,再用浅品色纳米颜料墨水进行喷墨印花.探讨了等离子体处理对涤纶织物喷墨印花K/S值、防渗效果和纤维表面形貌等影响.结果表明,经混合气体等离子体处理后,涤纶织物的亲水性和防渗性显著提高,喷墨印花图案清晰、得色量提高,且不影响印花色牢度,并优于相同条件下空气等离子体处理效果;其最佳氩气混合比例为20%,最佳处理条件为:功率300 W、时间150 s、极板同距3mm.     

茎瘤芥的气体射流冲击干燥动力学及多酚降解动力学特征

为了阐明气体射流冲击干燥过程中茎瘤芥的干燥动力学和多酚降解动力学特征,分别在40、50 ℃和60 ℃下对茎瘤芥进行气体射流冲击干燥,利用8 个薄层干燥模型探究干燥动力学特征;利用4 个反应动力学模型探究茎瘤芥多酚单体的降解动力学特征。结果表明：与热风干燥相比,气体射流冲击干燥对茎瘤芥的干燥效率更高且所干燥茎瘤芥褐变程度更轻。茎瘤芥的干燥速率随着气体射流冲击干燥温度的升高而增加,该过程的茎瘤芥水分散失行为可以用Modified Page模型进行描述和预测。液相色谱-质谱联用分析发现气体射流冲击干燥会导致茎瘤芥中对香豆酸、阿魏酸、芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷、枸橘苷和橙皮素的降解。其中,橙皮苷、芸香柚皮苷、枸橘苷、柚皮苷、橙皮素和对香豆酸的降解符合二级反应动力学,且显著影响茎瘤芥的抗氧化活性。气体射流冲击干燥过程中,茎瘤芥多酚的降解是典型的非自发吸热反应。本研究为进一步改进茎瘤芥的气体射流冲击干燥品质提供了理论参考。     

R22在水平微肋管和光管内凝结换热的实验研究

进行了R22在光管和微肋管内凝结换热实验,比较了局部换热系数.这两种管具有同样的外径9 mm,实验段有效换热长度1104 mm,微肋管是以同样尺寸的光管为坯管加工而成.实验工况对应凝结换热温度38.6℃,工质流量分别为30 kg/h,60 kg/h,干度范围0.2~0.8,热流密度15 kW/m2.实验结果表明,与光管相比,微肋管的换热系数是光管的1.7倍左右.但微肋管的强化效果在不同的管内工质流量下有所不同,在较小流量30 kg/h下,微肋管强化效果在不同干度下差别不大,但在较大流量60 kg/h下,强化效果随着干度的增大而增强.