红外干燥实验研究和三阶段干燥理论分析

针对３０ｍｍ厚木板红外干燥实验结果，进行了物料三阶段（加热段、恒速段和降速段）的分析，且在实际工程应用中获得明显效益。用大量动态测试数据和简化的非稳态传热传质方程分析了采用优化操作条件实现厚木板红外干燥过程的节能、省时和优质，同时证明可以采用新的无因次准则方程和三阶段理论来研究物料干燥过程。     

微波干燥扇贝柱热质传递模型的研究

以扇贝柱样品探索水产品的微波干燥规律,根据微波加热干燥的质量扩散和热传导原理,建立了微波辐射下水产品干燥的数学模型。研究了在干燥过程中以不同能量的微波辐射和不同样品半径对温度和干燥效果的影响,并与采用显示有限差分法求解的数学模拟曲线进行对照。结果表明,试验结果与模拟计算结果基本吻合,所建立的水产品微波干燥数学模型可成功解释其微波干燥行为。     

焚烧炉中单元垃圾干燥过程的试验研究

通过在马弗炉内以及循环流化床内对单元垃圾（土豆块）进行干燥试验，分别获得了其在炉内的干燥特性曲线．试验结果显示，在马弗炉内低温区干燥温度对垃圾干燥过程的影响较大；在同一干燥温度下，随着垃圾厚度的增加，干燥时间近似呈指数形式增加；在干燥的大部分阶段，土豆块内温度随含湿量减少呈逐渐上升趋势．在循环流化床内，土豆块的整个干燥过程中只有降速段，而不存在恒速段和初始段，垃圾厚度对干燥过程有显著影响．     

静电干燥特性的研究

对几种不同的热敏性物料（辣椒、西洋参、金霉素等）,通过静电干燥试验研究,得出比加热干燥可缩短约一半的时间,且有效成份和色泽不变的结论．还对静电干燥的机理进行了探讨,提出静电场能传质的机制．为热敏性物料的干燥提供出一种全新的技术     

水平转盘与转鼓微波干燥均匀性的实验研究

针对微波干燥存在的主要问题--干燥的不均匀性,提出利用改变物料在微波场中的位置来改善物料对微波能吸收的均匀性,从而达到微波干燥的均匀性.以黄豆为物料,比较了水平转盘与转鼓两种结构在不均匀的微波场中对物料干燥均匀性的影响.结果表明:转鼓微波干燥比水平转盘微波干燥更加均匀,对于不均匀的微波场,利用物料的随机运动可改善微波干燥的均匀性,从而提高干燥产品的品质.     

微波加热干燥对马铃薯全粉品质的影响

利用热风加热、微波加热和微波真空加热对马铃薯全粉进行干燥处理,比较了三种干燥方式对马铃薯全粉的感官品质、吸水和吸油能力的影响。试验表明：在感官品质方面,马铃薯全粉采用微波真空干燥质量最好,其次是微波干燥,最后是热风干燥;在吸水和吸油能力方面,马铃薯全粉采用微波真空干燥要明显强于热风干燥和微波干燥,而采用微波干燥要略强于热风干燥。     

离心流化床干燥器中传热传质的实验研究

在不同操作条件下对离心流化床干燥器中湿物料的干燥过程进行了间歇实验研究，测定了气流入口、出口和床层温度以及物料湿含量时间的变化，分析了表观气速、颗粒直径、床层厚度、床体转速和物料初始湿含量对干燥过程的影响，获得了离心流化床干燥过程中传热和传质准则方程。     

蜂王浆微波冷冻干燥特性的实验研究

对蜂王浆进行了微波冷冻干燥的实验研究,获得蜂王浆冻干过程中温度的变化规律和相应的干燥特性曲线;研究了样品厚度、电场强度和真空度对干燥过程的影响．实验结果表明,微波冷冻干燥具有干燥时间短,干燥质量高的优点,可在干燥行业中推广使用．     

微波加热含碳碳酸锰矿粉升温机理

利用微波冶金炉对无烟煤和碳酸锰矿粉的混合物料进行加热,研究含碳碳酸锰矿粉在微波场中的升温机理。研究结果表明：含碳碳酸锰矿粉具有优良的微波加热特性和自还原性;在微波加热频率为2．450GHz、碳氧原子摩尔比分别为1．1,1．2和1.3时,微波加热混合物料至1473K的升温速率平均最高达到140．7K／min;不同的加热温度和配碳比下混合物料的介电常数较大,都在5．5左右,而磁导率为1左右,属介电损耗型;微波加热含碳碳酸锰矿粉的升温性能主要取决于含碳碳酸锰矿粉的电磁性能,而电磁性能的改变主要是由物料加热过程中产生的化学反应、晶体结构变化及缺陷状态的改变引起的;配碳比提高,物料吸收微波的能力有所提高;在相同的配碳比下,加热温度升高,吸收微波的能力有所减弱。     

微波对流联合干燥特性的数值模拟

微波对流不仅干燥速度快,而且具有杀菌的特点.文中对微波对流联合干燥过程进行了理论研究.通过对微波对流联合干燥工作机理的定性分析,建立起相应的数学模型和微分控制方程组,并在此基础上对球形物料的微波对流联合干燥特性进行了数值模拟.着重考察了沿半径方向上物料含湿量、水蒸汽压力、温度等随干燥时间的变化关系,计算结果符合理论分析情况,与实验结果也吻合良好.同时发现微波输入功率对内部湿份的迁移、干燥过程的温度变化都有很大的影响.     

胶体多孔介质的缓苏-间断干燥工艺研究

以胶体多孔介质胡萝卜切片为物料,以干燥后产品的含水量和β-胡萝卜素保留率为质量指标,研究了物料在静态干燥、动态干燥以及缓苏-间断工艺干燥处理时的产品质量变化规律.结果表明:动态干燥过程中,物料与加热介质的接触面积大,干燥速率较高;缓苏-间断工艺使物料中的剩余水分得以重新分布,消除了物料的表面硬化,可以更快地去除物料中的水分,且β-胡萝卜素的保留率最高.此研究结果可以有效地指导工业生产     

微波场中锰矿粉碳热还原反应研究

采用微波加热和常规加热对锰矿粉的碳热还原反应进行了研究.利用热重分析仪研究温度、粒度和碳氧原子摩尔数比等因素对微波场中锰矿粉碳热还原反应速率的影响,并通过拟合得到碳热还原反应过程动力学方程,进而得到微波加热相对于常规加热碳热还原的速率增加因子Q.实验结果表明:在微波加热时,随着碳氧原子摩尔数比的升高,物料升温速率随之提高;同时,反应前期升温速率较大,随着反应的进行,升温速率逐渐降低.提高碳氧原子摩尔数比和温度,微波加热碳热还原反应速率加快.减小粒度可以提高反应速率,但当粒度减小到150目时,进一步减小粒度后,反应速率不会有明显的提高.相同的温度和保温时间下,微波加热失重率远大于常规加热,微波加热的促进作用在低温和低温反应后期更为显著.     

Nucleation and crystallization of tailing-based glass-ceramics by microwave heating

The effect of microwave radiation on the nucleation and crystallization of tailing-based glass-ceramics was investigated using a 2.45 GHz multimode microwave cavity. Tailing-based glass samples were prepared from Shandong gold tailings and Guyang iron tailings utilizing a conventional glass melting technique. For comparison, the tailing-based glass samples were crystallized using two different heat-treatment meth-ods:conventional heating and hybrid microwave heating. The nucleation and crystallization temperatures were determined by performing a dif-ferential thermal analysis of the quenched tailing-based glass. The prepared glass-ceramic samples were further characterized by Fourier trans-form infrared spectroscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, thermal expansion coefficient measurements, and scanning electron micros-copy. The results demonstrated that hybrid microwave heating could be successfully used to crystallize the tailing-based glass, reduce the proc-essing time, and decrease the crystallization temperature. Furthermore, the results indicated that the nucleation and crystallization mechanism of the hybrid microwave heating process slightly differs from that of the conventional heating process.     

微波辐射合成淀粉丙烯酸高吸水树脂工艺研究

 微波辐射可促进单体或反应液快速升温,活化某些基团,对大分子链无损伤。与传统加热方法相比,微波辐射使聚合反应和产物干燥过程一步完成,可简化工艺流程,缩短反应时间,降低耗能。以淀粉、丙烯酸为主要原料,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用微波辐射法制备高吸水树脂。通过正交试验研究反应单体/淀粉比值、丙烯酸中和度、引发剂和交联剂的用量对高吸水树脂吸水性能的影响。得到最佳聚合反应条件为：单体/淀粉为9:1,引发剂用量0.4%,交联剂用量0.08%,中和度85%,微波低火加热5min,产品吸水倍率580.45g/g,40min吸水达到饱和。影响树脂吸蒸馏水倍率的因素由主到次为：单体/淀粉＞丙烯酸中和度＞引发剂用量＞交联剂用量,最优方案为A₂B₂C₃D₃。对最佳合成的产品进行了扫描电镜表征,并通过热重分析发现产品的热稳定性较好,产品可在较高温度下稳定使用。微波辐射法可大大缩短反应时间,简化工艺流程。     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

粒度对硼铁矿介电特性及微波加热特征的影响

采用谐振腔微扰法测定了不同粒度的硼铁矿在频率为2.45GHz和温度为20~800℃的介电特性,并测定其在微波场下的升温特征.结果表明:随着矿样粒度的减小,填充层空隙率降低,其介电特性增强,微波场中矿样的升温速率加快.当温度高于200℃时,矿样发生热分解产生大量微空隙而增大了空隙率,矿样的介电特性呈下降趋势,使得微波加热过程中矿样的升温速率降低.粒度对硼铁矿介电特性和升温特征的影响研究为微波在冶金领域中的应用及节约能耗提供理论依据.     

烧结余热利用中烧结混合料干燥过程实验研究

利用自行设计的实验装置,开展了kg级烧结混合料干燥实验,研究了干燥介质流量和温度对干燥过程的影响.结果表明:干燥过程是由较短的升速段、较长的恒速段及一定的降速段组成,其中恒速段表现为分段性;升速段、恒速段、降速段对应的水的质量分数(指干基水的质量分数,下同)分别为6.5%～7.5%,2%～6.5%和2%以下;升速段约发生在干燥前10 min内,且当水的质量分数为7.0%～7.5%时,干燥速率最大;不同工况下临界水的质量分数不同,其介于1.6%～2.8%之间;干燥介质流量和温度是影响干燥过程的主要因素,在一定范围内,流量越大,温度越高,干燥速率越大,但它们不成线性关系;干燥介质流量与温度均存在适宜范围.     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

施压方式对胡萝卜冷冻干燥影响的实验研究

通过实验,在纯辐射加热的条件下比较了恒压,循环压力和先恒压后循环压力３种方式对胡萝卜冷冻干燥的影响。实验表明,在干燥初期就施加压力较大的循环压力不但不能缩短干燥时间,而且会造成制品最终质量的恶化;在干燥初期采用恒压,当制品表面温度达到一定程度时采用循环压力能有效缩短干燥时间、其干燥后的制品质量与恒压干燥的相差无几。