黄粉虫热泵低温干燥特性及干燥数学模型

为了研究生物材料热泵低温干燥特性,以黄粉虫为干燥材料,研究了不同干燥温度、风速和漂烫时间对黄粉虫干燥特性的影响,并选用常用的干燥模型对实验结果进行拟合。结果表明:黄粉虫热泵低温干燥可分为加速干燥段,恒速干燥段和降速干燥段。提高热泵低温干燥的风温、风速以及增加漂烫时间均有利于缩短干燥时间。采用Midilli干燥模型拟合实验数据的平均R2值最大,平均RMSE和SEE值最小,分别为0.99971、0.00559和0.00104,是描述黄粉虫热泵低温干燥的最优模型。     

香菇热泵干燥特性及数学模型研究

本文研究了不同风温(50、55、60℃)、风速(3、4、5 m/s)、装载量(1 000、1 500、2 000 g)及放置方式(菌褶迎风放置、菌盖迎风放置)对香菇干燥品质的影响,得到香菇热泵干燥特性曲线,并通过SPSS软件对实验数据进行拟合,建立了香菇热泵干燥动力学模型。结果表明:随着干燥风温的升高、风速的增加及装载量的减少,香菇干燥时间明显缩短,并且菌褶迎风放置在干燥前、中期更有利于水分的蒸发;香菇热泵干燥过程主要为加速和降速干燥阶段,无明显的恒速干燥阶段;与热风干燥相比,热泵干燥香菇在复水率及色泽等方面较优;经回归拟合,香菇热泵干燥动力学模型符合Page方程,该方程可用于描述香菇热泵干燥过程。     

二次回归分析法优化罗非鱼片热泵干燥过程的研究

通过单因素试验以及二次回归正交试验,建立了罗非鱼热泵干燥时间以及能耗的二次多元回归模型,并对干燥时间回归模型进行岭嵴分析,得出了在试验范围内较优的热泵干燥过程工艺参数:干燥温度T=36℃,干燥风速v=2.54m/s,鱼片厚度h=0.56cm,与实验结果符合得较好;同时得出了影响干燥过程的主次因素依次为:厚度＞温度＞风速.     

木鳖果热泵低温干燥工艺研究

木鳖果是越南的一种常见高营养水果,近年来越南木鳖果产业发展迅速,但对其干燥研究较少,本文采用热泵低温干燥的方法,对木鳖果进行了干燥研究,确定木鳖果干燥的最佳工艺参数,并分析比较干燥对营养成分的影响。结果表明：风速不变,风温越高干燥物料所需时间越短,感官评定就越差,胡萝卜素损失越大;风温不变,风速越高干燥物料所需时间越短,感官评定越差,胡萝卜素损失越大;木鳖果热泵干燥最佳工艺参数为：风温：50 ℃;风速：10 m/s。     

胡萝卜热泵干燥特性及动力学模型分析

目的 优化胡萝卜的热泵干燥工艺,并提升胡萝卜干燥后的品质。方法 研究干燥初始温度、干燥温升值和切片厚度对胡萝卜热泵干燥特性的影响,并探讨上述条件与有效水分扩散系数和干燥活化能的关系。确定可以精确预测胡萝卜热泵干燥时含水率变化的干燥动力学模型,进而预测胡萝卜在不同热泵干燥条件下的体积变化规律。结果 干燥速率的变化与初始干燥温度、温升值的变化呈正相关,与切片厚度呈负相关;胡萝卜在热泵干燥过程中表现为降速过程,其中,切片厚度对干燥速率的影响最大,温升值对干燥速率的影响最小;对比分析了4种薄层干燥模型,Page模型能更好地描述胡萝卜的热泵干燥过程和水分迁移规律,模型所得拟合值相对于试验值的平均误差为5.76%;在此次试验范围内,胡萝卜的有效水分扩散系数介于3.0401×10^-10～7.1555×10^-10m²/s之间。该系数随着干燥温度的提高、温升值的增大及切片厚度的减小而呈增加的趋势。通过Arrhenius方程计算得到该试验条件下胡萝卜的干燥活化能为13.374 kJ/mol。结论 Page模型能够更好地预测胡萝卜在热泵干燥过...     

稻谷真空干燥动力学实验研究

以干基含水率为28.02%的稻谷为研究对象,研究了相对压力(-20、-50和-80 k Pa)和温度(40、50、60和70℃)对稻谷真空干燥特性的影响。结果表明,相对压力对稻谷干燥的影响不大,温度对稻谷干燥的影响较明显。温度越高,达到目标含水率所需的时间越短,干燥速率和峰值干燥速率越大。采用9种不同的等温干燥模型对不同干燥温度下的实验结果进行拟合分析,模型拟合的相关系数R2均高于0.9860,拟合效果均较好,其中Midilli and Kucuk模型的R2均高于0.9990,拟合效果最好。稻谷的有效水分扩散系数随温度的升高而增大,干燥活化能为37.43 k J/mol。     

玉米真空干燥特性的实验研究

研究了供热温度、真空度、物料层厚度等对玉米干燥速率，裂纹率和发芽率的影响。实验结果表明，提高供热温度使干燥速率加快，但玉米裂纹率增加，发芽率下降；真空度对干燥速率的影响主要表现在干燥的初始阶段，压力越低，初始的干燥速率越大；料层厚度的增加使干燥时间增加，但在一定厚度内提高了设备的干燥强度；初始水分低的玉米，干燥后的裂纹率和发芽率要好于初始水分高的玉米。综合分析实验结果，对于初始水分较高（37％）的玉米可以采用真空度为9000Pa，供热温度为70℃的干燥条件；而对于初始水分为25％的玉米可以采用真空度为9000Pa，供热温度为80℃的干燥条件；两者可选5cm为参考料层厚度，以保证干燥后玉米的品质和较高的干燥效率。     

农产品超声辅助热泵干燥技术的研究进展

目的 概述超声辅助热泵干燥技术在农产品干燥中的研究进展,旨在为超声辅助热泵干燥技术的工业化应用提供理论指导。方法 对超声辅助热泵干燥技术的作用机理、超声辅助技术对农产品热泵干燥过程微观结构及干燥速率的影响、农产品超声辅助热泵干燥的过程预测以及最终品质等进行论述,并提出改进措施。结果 超声辅助热泵干燥技术的发展极具潜力,目前相关研究仍处于初级阶段,其中研究超声强化效果与热泵干燥间的交互影响以及建立合适的动力学模型预测干燥过程是实现工业化生产的研究新方向。结论 超声辅助热泵干燥技术可有效提升农产品的干燥速率,降低设备能耗,同时可减少干燥产品的营养物质损耗及有害物质产生,提高产品质量,在农产品干燥领域具有广泛的应用前景。     

真空冷冻干燥升华干燥时间的实验研究

以扇贝为研究对象，采用二次正交回归组合试验，建立了真空冷冻干燥升华时间和单位厚度升华时间的二次多元回归模型；利用降维法分析了干燥室压强、物料厚度和加热板温度三个主要过程参数对真空冷冻升华干燥时间的影响。结果表明，干燥室压强、物料厚度和加热板温度对升华干燥时间影响显著，呈二次函数规律变化，影响的主次因素依次为：物料厚度、干燥室压强、加热板温度。对单位厚度升华干燥时间进行岭嵴分析，给出了在本试验三因素取值范围内的冻干过程优化参数：干燥室压强为50Pa；物料厚度为9mm；加热板温度为39℃，优化的物料单位厚度升华干燥时间为0.146h。     

真空冷冻干燥升华干燥时间的实验研究

本文以扇贝为研究对象,采用二次正交回归组合试验,建立了真空冷冻干燥升华时间和单位厚度升华时间的二次多元回归模型,利用降维法分析了干燥室压强、物料厚度和加热板温度三个主要过程参数对真空冷冻升华干燥时间的影响。结果表明,干燥室压强、物料厚度和加热板温度对升华干燥时间影响显著,呈二次函数规律变化,影响的主次因素依次为:物料厚度、干燥室压强、加热板温度。对单位厚度升华干燥时间进行岭嵴分析,给出了在本试验三因素取值范围内的冻干过程优化参数:干燥室压强为50Pa;物料厚度为9mm;加热板温度为39℃,优化的物料单位厚度升华干燥时间为0.146h。     

芒果热泵干燥生命周期成本建模与效益分析

目的 对比研究芒果果脯热泵干燥过程与传统化石能源热风干燥的成本效益，为企业生产提供科学指导。方法 在芒果果脯干燥动力学模型基础上，为芒果果脯的干燥生产过程建立生命周期成本与效益分析模型，辅以芒果热泵干燥实验数据，验证模型的正确性，并用该模型对芒果果脯热泵干燥企业的生产成本进行预测分析，比较采用热泵干燥和传统热风干燥方法的能耗、成本效益。结果 在热泵干燥条件下，不同高度层的芒果受热均匀，可以精准调控果干温度。相较于燃煤锅炉加热干燥，采用热泵干燥可以降低17.1%的生产成本，有利于减轻企业的经济负担。与传统锅炉加热干燥方法相比，采用热泵干燥方法可使生产能耗下降30.17%，二氧化碳排放量减少了32%，符合我国节能减排发展战略。结论 证明了热泵技术在芒果果脯干燥生产上的优越性。该模型方法还可用于龙眼、荔枝等同类农副产品生产中，为果脯果干生产企业的生产成本控制提供测算方法。     

闭式跨临界CO2热泵烘干系统最优工况研究

目的 对跨临界CO2热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究,得到CO2闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法 通过建立CO2循环与空气循环热力学耦合的数学模型,计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量,以及跨临界CO2热泵系统中工质的温度、压力、焓值等参数。通过调整冷凝干燥后空气温度,以热泵烘干系统的COP为评价依据,探究空气循环与CO2热泵循环的耦合机理。结果 获得了CO2循环系统最优排气压力随闭式空气循环系统在不同工况下的变化规律,并基于所建立的计算程序,获得了典型工艺参数下的热泵系统的热力学参数,为关键设备(风机、换热器、压缩机等)选型及系统控制方法提供了理论依据。结论 研究表明,在CO2热泵冷却器出口状态为临界状态时,系统的COP达到最优。     

新型热泵干燥系统的金丝皇菊干燥实验

目的 为研究热泵在中药材干燥中的性能,并针对批式干燥器干燥不均匀的问题,设计开发一套能够均匀干燥物料的热泵干燥系统.方法 以金丝皇菊为干燥材料,对热泵干燥设备进行实验研究,并对系统的送风温湿度均匀性、系统能效和物料品质进行分析.结果 该系统干燥过程的温湿度、物料含水率的均匀性和温度控制精度都很高,主机室的温度、湿度稳定,且显著高于外界环境,这不仅避免了热泵系统受外界环境因素的影响,且提供了稳定的运行环境.热泵干燥机组的能效约为5.88,系统能效约为1.32,除湿能耗约为0.66 kg/(kW·h).干燥后的金丝皇菊花瓣未出现明显的色差、卷曲和破损现象,干花的完整度高.结论 新型热泵干燥系统能够满足金丝皇菊的工艺要求,最终得到的金丝皇菊的干燥品质较高.该研究为热泵技术在中药材干燥领域的应用提供实际案例和技术参考.     

基于COMSOL的纸浆模塑干燥模拟及验证

目的 研究采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥效率及厚度变化的可行性。方法 基于多孔介质理论,应用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立纸浆模塑干基含水率随时间变化的热湿、水分流动、非等温流动多物理场耦合模型,考虑干燥中含湿多孔介质的湿空气热对流及多孔基体的热传导,模拟在热板加热条件下纸浆模塑的干燥效率和厚度的变化,并与实验结果进行比较。结果 模型内域探针所得模拟结果与实验结果具有良好的一致性,在干燥后期厚度预测误差范围为0.4%～7.7%,干燥效率预测差异值最低为4.3%。结论 采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥过程可行。     

热泵干衣机仿真与优化

本文建立了热泵干衣机数学模型,包括稳态的热泵系统模型和动态的衣物干燥过程热质交换模型。利用模型仿真研究了各部件大小的匹配关系对单位能耗除湿量SMER和干燥时间的影响,并对重要的系统参数如循环风量、新风比例和制冷剂充注量进行了优化研究。将模型结果与实验结果进行了对比,干衣时间的误差小于3 min,耗电量的误差为-2.3%。结果表明,循环风量180 m~3/h、新风比例9%~10%时SMER最大;在冷凝温度限值之内,增加充注量有利于SMER的提高。研究结果可供热泵干衣机设计参考。     

热泵间歇干燥最优方式研究

热泵间歇干燥是一种能耗低、干燥产品质量高的新型干燥方式,深入开展其工艺优化研究非常必要。以白菜种子热泵干燥为例,建立由干燥空气传热与传质模型、种子传热与传质模型组成的干燥模型,根据模拟结果确定了描述热泵间歇干燥性能的机组性能指标和干燥产品性能指标,运用模糊层次分析法获得热泵机组性能和干燥产品性能综合最优的热泵间歇干燥方式。结果表明,对白菜种子而言,干燥周期为3000 s、比例系数为1/6的热泵间歇干燥的综合性能最优。     

轨道车辆空调相变蓄冷换热器放冷过程的数值仿真研究

通过建立传热过程的数学模型,对轨道车辆空调相变蓄冷换热器放冷过程进行数值仿真计算,得到圆管型和扁管型蓄冷换热器在不同条件(环境温度、风速和蓄冷材料导热系数)和不同结构尺寸(圆管的管径、扁管的厚度)下的总放冷量和放冷时间,根据计算结果分析对比了蓄冷换热器在不同条件下放冷效果的优劣,结果表明影响放冷效果的重要因素为风速和环境温度,导热系数对放冷效果的影响非常小。     

基于厚度变化的纸浆模塑模内干燥特性研究

目的 探究模内干燥纸浆模塑制品厚度变化规律及干燥特性。方法 使用纸浆模塑成型机在不同干燥温度下，对3种不同初始厚度的纸浆模塑制品进行热压干燥实验，对实验所得产品的厚度变化和质量变化数据进行分析，并绘制干燥特性曲线。结果 纸浆模塑制品热压干燥过程可分为预压阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段3个过程。在预压阶段，蓬松的纸浆模塑湿坯被模具挤压致密，厚度值出现瞬时减薄的趋势，减厚率高达40%以上，在恒速及降速阶段厚度则会逐步递减至一个平衡值。结论 根据实验结果获得了基于厚度变化的纸浆模塑制品的干燥特性。     

室外环境参数对空气源热泵翅片管蒸发器动态结霜特性的影响

对一台空气源热泵空调器在不同环境条件下室外换热器的动态结霜性能进行了实验研究，分析了进风温、湿度对热泵空调器结霜量及霜层厚度的影响。实验中考虑了结霜引起的热泵系统蒸发温度及风机流量的变化，采用显微照相法测量翅片表面霜层厚度，结霜量则通过测量蒸发器进出口含湿量的方法来获得。实验结果表明，室外换热器结霜量随时间线性增长，而翅片表面霜层厚度则分为初始段、匀速增长段和快速增长段三个阶段；在结霜循环的最后20％～30％的快速增长段内霜层生长速率大大加快，可达匀速生长段霜层生长速率的2．4，3．3倍。对于不同的工况，蒸发器均在进风温度0～3℃附近时结霜最为严重，且相对湿度对霜层厚度的影响要大于对结霜量的影响。