热泵烘干羊肚菌过程中对气流组织和温湿度调控研究

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近年来,羊肚菌的市场需求量越来越大,羊肚菌的烘干保存成为一个需要解决的问题。现有的烘干房仍存在着如烘干过程中温度和湿度变化幅度大、能源浪费严重、产品质量不稳定等问题。空气能热泵烘干是一种先进的烘干技术,不仅保护环境、节约能源,还能更方便的调节其温度和湿度,但如何有效调控空气能热泵烘干过程中的温湿度,以获得优质稳定的烘干羊肚菌产品是值得研究的问题。本文以空气能热泵型羊肚菌烘干房为研究对象,对热泵型羊肚菌烘干房气流组织进行理论分析与数值模拟研究,采用了专业暖通系统建模软件Phoenics构建数值模型,设置不同的羊肚菌间孔隙率和格栅间距,对烘干房内的区域进行了网格划分和求解,并对恒速烘干阶段气流组织模拟分析和选择;采用了有限元分析对羊肚菌烘干房内的温度和湿度进行了分析,对羊肚菌在恒速烘干阶段6个不同截面进行气流组织仿真,并确定出相邻格栅间距、羊肚菌孔隙率、温度和湿度等参数,以提高羊肚菌烘干的效果。主要研究结论如下:(1)在恒速烘干阶段,取Z=0.5m、0.7m、0.9m、1.1m、1.3.m、2.0m这6个截面进行研究得出了随着羊肚菌堆积高度的下降,羊肚菌在垂直截面上的气流分布越来越不均匀。(2)模拟分析了羊肚菌烘干房格栅间距的改变对烘干房内总平均风速和速度不均匀系数的影响。发现当格栅间距为9cm时烘干房的气流组织最好,此时的速度不均匀系数是最小值,平均速度随着随着羊肚菌堆积高度的下降而变小,格栅间距的改变对其影响不大。(3)基于ANSYS对羊肚菌烘干房运行初期、恒速、定形三个阶段的温度、湿度及温湿度的耦合关系进行了有限元分析,结果表明:烘干房内部进风口侧,不管是温度还是湿度分布相对均匀(顶部除外),并且温度符合烘干工艺的要求。而出风口侧,由于风撞到墙壁会向四周扩散的原因,在出风口左侧会出现一个温湿度变化很大的区域。因此要想改变这种情况,就需要在出风口左侧安装风扇,带动出风口左侧的空气流动,将出风口左侧温湿度均匀化。对于温湿度耦合分析,温度不变改变湿度,对气流组织的影响很小。烘干时间设定为22h更有利于羊肚菌的储存。
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