基于Climatix平台的空气源热泵干燥机组与干燥室一体化智能控制系统

分析热泵干燥技术的原理、设备类型和特点以及热泵干燥机组运行控制的技术要点,研发一种能够兼顾干燥工艺控制和热泵干燥机组控制、兼容多种设备类型、适合多种物料干燥要求的一体化智能控制系统。该控制系统的技术方案得到试验验证,并在热泵干燥项目应用中取得了良好的效果。     

韭菜花酱热泵干燥特性及干燥数学模型研究

目的 研究韭菜花酱热泵干燥特性,并建立其干燥动力学模型。方法 以韭菜花酱为实验材料,对其进行热泵干燥处理,研究不同风温、风速、装载量、铺料厚度对韭菜花酱干燥时间和速率的影响,并根据实验数据对干燥模型进行非线性回归。结果 韭菜花酱热泵干燥过程无明显恒速阶段,当风温升高、风速增大时,干燥速率增大,干燥时间缩短,物料的色泽和气味会受到较大影响,干物料品质会降低;增大铺料厚度能显著地降低干燥速率,延长干燥时间。在所有实验工况下,Midilli模型预测的数据和实验数据拟合结果较好。结论 风温、风速、装载量和厚度均会不同程度地影响韭菜花酱热泵干燥过程,Midilli模型是描述韭菜花酱干燥过程中水分变化规律的最优模型。     

封闭式热泵干燥装置的分析及优化探讨

与传统的干燥方式相比,封闭式热泵干燥装置具有高效、节能、环保等一系列优点,然而,由于其自身结构的一些特点,封闭式热泵干燥装置尚有一些不足及有待优化的地方。本文分析封闭式热泵干燥装置实际运行时所出现的一些问题,并提出相应的改进措施,同时分析热泵系统与空气循环系统的运行参数对干燥速率和能效的影响,为封闭式热泵干燥装置的优化提供借鉴。     

纺织行业中热泵干燥系统的可行性研究

分析对比热泵干燥系统的几种空气循环方式,结合纺织干燥工艺的特点,提出一种新的干燥循环方式-物料流动准封闭式循环干燥系统.通过介绍该系统的循环运行过程,以及比较某纺织厂浆纱干燥系统的运行成本,说明该系统具有较好的节能效果.     

太阳能热水辅助热泵干燥系统性能研究

搭建了太阳能热水辅助热泵干燥系统,以马铃薯片作为干燥物料,在冬季进行了不同热水温度的太阳能热水辅助热泵干燥实验,以及单一热泵干燥实验。实验结果表明：当辅助热水温度为30℃时,太阳能热水辅助热泵干燥系统制热量与COP值高于基础组,也高于辅助热水温度为20℃和10℃组的值,证明太阳能热水辅助热泵干燥系统能有效的提高系统效率,且辅助热水温度越高,太阳能热水辅助热泵系统更节能;同时总结了系统制热量与COP值随着干燥箱内温度、“薯片”水分迁移量的变化呈曲线上升的趋势。     

热泵干燥系统在纺织行业的应用

在分析对比热泵干燥系统的几种空气循环方式后,结合纺织干燥工艺的特点,提出一种新的干燥循环方式-物料流动准封闭式循环干燥系统,通过对这种循环方式的运行过程分析,说明该系统具有较好的节能效果.     

面向药材贮藏的热泵干燥系统实验研究

目的 针对药材贮藏前传统干燥处理方法效率低,药材易变质,处理能耗高,不利于药材高品质贮藏等问题,优化药材干燥处理方法至关重要。方法 采用真空低温干燥技术,设计一套以真空干燥箱为传质系统进行低温干燥的热泵干燥处理系统。系统包含基于热泵压缩机驱动的真空低温干燥系统、真空泵、变频风机等设备,通过对其进行干燥性能实验研究,分析获得热泵冷凝温度、空气入口风速以及空气入口温度对该系统干燥性能的影响。结果 在环境真空压力-40～0 kPa实验条件下,热泵真空低温干燥系统的干燥量、干燥效率、传质系数及传热系数最大值分别为3.96 kg/h、44.19%、3.75 g/(m²·s)、3.25 W/(m²·℃),析湿过程传质系数及传热系数最大值分别为44.51 g/(m²·s)及36.03 W/(m²·℃),热泵系统最大能效为6.08。对实验数据进行回归分析,得到热泵真空低温干燥系统干燥效率模型,模型计算值与实验值的最大偏差在±21%以内,平均偏差为9.18%,预测效果较好。结论 相较于常压下热泵低温干燥技术,基于真空...     

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。     

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。     

热泵干燥技术研究进展及其在香菇干燥中的应用

热泵干燥技术具有能源消耗和环境污染小、可调节范围广等优势,其优良的节能效果已被国内外的许多研究所证实。本文概述了国内外热泵干燥技术的主要研究方向与进展。以香菇为例,总结了热泵干燥过程中香菇品质的影响因素和关注指标等。此外,对国内部分厂家的香菇热泵干燥装备的特点与参数进行了概括。最后,对香菇热泵干燥技术现存的问题和未来的发展进行了分析和展望。     

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。     

基于TRNSYS的茯砖茶生产工艺能源系统节能环保特性研究

茯砖茶发酵、干燥过程中,烘房内温湿度稳定性和能源系统低能耗是保证茯砖茶品质与成本的重要因素。本文采用TRNSYS仿真与实验研究相结合的方法,对咸阳某茯砖茶厂实际使用的空气源热泵系统进行建模,通过研究各季节典型代表月烘房温湿度的波动情况,确定该空气源热泵系统在全年的运行状态是否满足工艺要求,在此基础上,对比了该系统在全年可运行季节代表月与该生产厂房早期使用的燃气锅炉系统的能耗仿真结果,对空气源热泵系统的节能与环保特性进行研究。结果表明：由于夏季送风质量流量过大且室外空气含湿量较高,7月烘房温湿度不满足工艺要求。热泵系统在1、4、10月的总标煤消耗量的平均值是锅炉系统的44.42%,平均CO2、SO2、NOx排放量分别为锅炉系统的34.13%、44.1%、40.60%。在茯砖茶发酵、干燥的过程中,相比于燃气锅炉系统,空气源热泵系统具有更好的节能与环保特性。     

Numerical analysis of drying characteristics of frozen material immersed in fluidized bed at low temperature under reduced pressure

A spherical frozen material was dried in a fluidized bed of inert particles at a low temperature (lower than the melting point of water) under reduced pressure. To evaluate the drying characteristics of the frozen material, the heat and mass transfers in the material during the drying process were calculated using one-dimensional differential equations. The fitting parameters (accommodation coefficient of internal sublimation and heat transfer coefficient at the surface of the material) were determined to fit the calculation results and the experimental data. Drying characteristics, such as the distributions of moisture content and temperature in the material during drying, were calculated. Operational conditions, such as bed temperature, humidity, and heat transfer coefficient (gas velocity) at the surface of the material were varied in the calculation, and the effects on the end time of drying were estimated. Sublimation in the interior of the material governs the drying characteristics. The dry region in the material became resistant to heat transfer. The calculation results are reasonable for expressing the drying characteristics of freeze-drying, that is, our calculation method can be used to estimate the drying characteristics of frozen material in a fluidized bed.     

CO_2热泵干燥机的性能分析

介绍了干燥机的发展,分析了CO2的特性以及CO2热泵干燥机的原理,给出了干燥机评价指标,并以一台CO2热泵干燥机与传统电干燥机进行了比较分析,得出了热泵干燥机与传统电干燥机相比具有入口空气温度低、单位除水量大、节能潜力大以及干燥时间短等优势。最后提出了干燥机性能优化措施。     

Heat and Mass Transfer in the Drying of Disperse Materials in Cocurrent Drum Driers

Heat and mass transfer which accompanies the process of drying of disperse materials in cocurrent drum driers has been studied. The results of modeling of moisture removal from dried disperse material under the effect of a temperature field with account for the hydrodynamic situation in the drum drier allow one to run the process with minimum deviations of the final humidity and temperature of particles from specified values. A system of control over the drum driers, which considerably decreases the consumption of energy carriers and improves the efficiency of the equipment used, has been developed and implemented.     

S波段变频微波方腔干燥PET切片的研究

目的 针对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料传统干燥方式能耗高、效率低等不足,运用微波干燥材料具有速度快、效率高、易于控制的特点,研究微波深度干燥PET技术并研制实验装置。方法 提出微波变频和变功率加热干燥技术,通过主动调整频率改善微波均匀性,结合微波变功率技术,控制PET材料温度在170～180℃,提升PET材料温度均匀性,并防止“热失控”现象的发生。结果 当干燥时间为2 h时,实现了PET深度干燥,能耗率为1.03 kW·h/kg,含水率降低至0.01%以下,达到了后续包装材料注塑加工的要求。结论 微波变频变功率加热技术适用于低含水率PET的深度干燥,比传统干燥方式能耗低并且时间短。     

Parametric Study of Hydroforming of Paper Materials Using the Explicit Finite Element Method with a Moisture‐dependent and Temperature‐dependent Constitutive Model

A moisture‐dependent and temperature‐dependent constitutive model for paper materials was proposed and implemented into a finite element model of the paper hydroforming process. Experimental hydroforming was conducted at temperatures of 23°C and 110 °C and moisture contents of 6.9 and 10.6 (respectively corresponding to 50 and 80% relative humidity). The proposed model, which also included the effects of drying, captured the extent of forming of all experimental results within reasonable accuracy. For the moisture content and temperature conditions in this study, the phenomenon of drying was found to be the reason why the application of temperature had a much greater effect on the degree of forming than hydroforming at various moisture contents. A simulation‐based parametric study was conducted in order to identify the importance of various process and material parameters. This parametric study confirmed many previous empirical findings and was capable of quantifying the extent to which these process and material parameters affect the three‐dimensional formability of paper. The coefficient of friction was identified as one of the most important factors when determining the extent of forming. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

CO_2热泵技术在中药材干燥加工中的应用

从二氧化碳（CO2）热泵循环干燥技术原理与干燥中药材的主要技术要点出发,设计了符合干燥要求的CO2热泵干燥装置。指出CO2热泵干燥技术具有环保、节能、适用范围广等优势,符合时代发展的主题,很适合于中药材的干燥,并能确保良好的干燥质量。     

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。