论文部分内容阅读
玉米是一种很重要的粮食产品和工业原料,其收获时水分太高,需经干燥脱水至安全水分,再进行长期贮藏。相比于传统热风干燥,玉米真空干燥技术具有能实现低温干燥、干燥后玉米品质好、供热介质能循环利用、能耗低且无排放等优点。结合规模化(大批量)生产技术发展出的连续式真空干燥技术能提高其干燥效率和产量。而目前针对玉米真空干燥过程内部传热传质机理的研究仍存在不足,未能形成可用于直接指导干燥生产的完整理论;玉米连续式真空干燥设备仍缺乏成熟的设计方法和理论依据,塔式真空干燥仓的设计仍不够完善。本文为了能够进一步了解玉米真空干燥过程的传热传质机理以及影响塔式仓干燥效果的相关因素,从而为改进干燥技术与干燥工艺提供一定的理论依据,为节省研制成本,降低能耗、保护环境以及提高干燥后玉米品质做出一定的努力。所做的主要研究工作如下:基于CT扫描方法构建了玉米颗粒三维实体几何模型,根据已有的理论模型建立传热传质控制方程,依据真空干燥实验条件决定模型边界条件,建立玉米颗粒三维实体真空干燥过程的传热传质计算模型。通过模拟计算,得到了辐射板温度、真空室压力、玉米颗粒初始温度和初始含水率对于玉米真空干燥过程的影响规律,从而进一步了解玉米颗粒真空干燥过程机理,为干燥仓设计和模拟计算提供所需的工艺曲线。开展了多次玉米真空干燥实验,得出同一干燥条件下的平均干燥曲线,并与相同条件下的真空干燥传热传质模型模拟计算结果进行比较,修正模型内部参数,以得到能够正确反映玉米颗粒真空干燥过程的传热传质模型,从而确保所进行的真空干燥模拟计算能够反映实际干燥过程,可以用于指导实际干燥生产。建立玉米塔式真空干燥仓的简化结构模型,结合多孔介质渗流模型以及真空干燥过程传热传质模型计算得出的玉米颗粒温度和干燥曲线拟合方程,建立真空干燥仓在真空干燥过程中的传质计算模型。通过模拟计算,分析了抽气口位置、抽气口真空度和干燥温度等条件对于干燥仓真空干燥过程中内部流场的影响,从而优选抽气口位置布置方案,为干燥仓设备设计和技术参数提出提供理论依据。以200t玉米塔式真空干燥设备为例,提出了总体设计方案和技术参数要求,分别完成了单个真空干燥仓结构尺寸计算、对应工况下的整体热质计算和分仓计算、以及冷凝器、供热水泵、水加热器和冷风仓的性能指标设计,从而演示了玉米塔式真空干燥设备的正确设计过程和设计方法,为今后的塔式真空干燥设备设计提供一定指导和借鉴。