油菜籽旋风式烘干机烘干参数对烘干效率影响的研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kanhyou2009
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油菜是世界上最重要的农业油料作物之一,因收获受气候条件的影响,油菜籽含水率较高,容易因高温、酸化、霉菌等原因产生变质。因此,人工烘干是一个重要的收获后处理过程,通过降低农产品的水分活度使其一段时间内不会变质,以此减少损失。近十年来,中国油菜生产总量、种植面积、产量呈现稳步增长的趋势,传统油菜作物管理机械化水平低,成本高、劳动密集、效率低。因此,对油菜籽及时进行机械化烘干是使其长时间保持最佳状态的关键。目前使用的烘干方法大多存在各种问题,因此,中国(湖南农业大学)研制了一种旋风式烘干机以改善大部分问题。然而,该机还存在一些影响其整体效率的问题。本文通过以下研究方法解决现有机型中存在的问题:用旋风式烘干机进行烘干试验,建立油菜籽含水率与其在烘干筒中的旋转半径的关系,研究烘干参数对烘干效率的影响,对烘干作业时的烘干筒内温度分布进行了数值模拟,最后利用Taguchi正交试验对不同交互影响的烘干参数进行了统计分析。研究得知:动能、惯性(I)、向心力(Fc)等常量,m值的增加会导致r值成比例的增加,反之亦然。由此可以确定旋风式烘干机将油菜籽烘干到目标含水率所需的时间,进而提升烘干速度与烘干效率。对参数进行评估可知:气体流速越快、入口区域越大、烘干筒直径与高度越大,烘干筒内的空气温度分布更均匀,种子在烘干筒内有更多的空间回转,烘干速率和效率越高。在烘干过程中,需要大量的燃料和电能来产生烘干所需的热能。为了节省能源投入,设计一个具有有效温度分布的烘干机十分重要。使用计算流体动力学(CFD)评估温度分布,使用RNG(re-normalization group)k-?模型方程进行数值模拟计算。平均出口温度约为330.25 K。种子损失的热量为279.698 KJ。通过Taguchi正交试验和回归分析可知:烘干筒高度2950mm、烘干筒直径250mm、入口区域宽度90mm、风速20m s-1为最优参数组合,最显著的参数为入口区域宽度。并给出了各参数变化时烘干效率估计的回归方程。利用最优回归方程,分析得到的最优值烘干效率为83.9135%,大于此前的效率80.8700%。本研究提高了旋风式油菜籽烘干机的作业效率,促进了油菜生产的机械化水平,对于油菜生产过程中的收获后管理具有积极意义。
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