冷冻干燥过程的计算模型及其应用

通过质量和能量衡算,建立了描述冷冻干燥过程的非稳态耦合热质传递动力学模型．计算模型可以从物理过程中区分升华干燥和解析干燥２ 个阶段,模型所需的输入参数较少,具有较大的灵活性．采用变时间步长和步进的算法求解数学模型,计算结果表明：干燥室压力的降低使升华干燥时间略有增加,却减少了解析干燥时间,有利于减少总干燥时间;尽管强化冻结层的传热可使升华干燥时间显著地减少,却增加了解析干燥时间,但总干燥时间并未由此明显减少．因而,增加冻结层的热通量对于总干燥时间的影响较小     

基于传热的烧结料层温度分布模型

通过分析烧结过程传热机理,结合烧结过程的物理、化学变化特征,将烧结料层分烧结矿带、燃烧带、干燥预热带和湿料带分别建立传热控制方程。采用宝钢烧结厂现场生产参数进行求解,得到生产稳定条件下的料层温度分布,根据温度分布规律,绘制出料层各带分布图形。研究结果表明：在正常条件下,湿料带在烧结机纵向长度约70％处消失,干燥预热带在烧结机纵向长度80％-90％处消失;干燥预热带的厚度变化呈现薄-厚-薄的趋势,在纵向40％-50％处达到最大,占整个料层的18％;燃烧带的厚度总体上呈逐渐变厚的趋势,但在纵向中部略变薄,最厚时达到整个料层高度的9％;高配比褐铁矿烧结过程与以磁铁矿或赤铁矿为主的烧结过程相比,呈现出如下新特性：干燥预热带对烧结过程的影响减弱;烧结过程透气性主要决定于燃烧带和湿料带的厚度。     

对撞流干燥的传热传质特性

对对撞流的传热传质过程进行了理论分析 ,论证了对撞流这一干燥形式强化传热传质过程的原理。设计了同轴对撞流干燥器 ,进行了对撞流强化传热传质过程的试验验证 ,总结了对撞流强化传热传质的特点和影响传热传质的因素     

不可逆热力学研究木材干燥规律

应用不可逆过程热力学研究木材干燥过程传热和传质及其耦合作用的宏观规律,为制定木材干燥工艺条件奠定科学依据.     

关于载体流化干燥设备的参数研究

本文通过传质分析,论述了载体流化干燥设备的干燥过程,给出了振动载体流化床干燥石墨的传热参数.     

外部干燥条件对多孔介质干燥过程影响分析

分析了外部干燥条件，如对流干燥强度、辐射传热、变温干燥等对干燥过程的影响。在研究过程中，利用Ｓｔｅｆａｎ问题的研究方法对带有移动边界的多孔介质干燥过程的三个干燥阶段的热质耦合方程进行了联合求解。从而为研究不同干燥条件下的各种具体干燥过程提供了基础。     

脉动流化床干燥玉米的试验分析

在脉动流化床上对玉米进行了干燥试验,分析了入口风温、风速、频率、床层料厚四个因素对干燥过程的影响规律．得出玉米在脉动流化床上干燥时,当脉动频率为6Hz时,脉动流化干燥性能最好;风速以6．3m／s为宜,当风速能够使床层物料产生脉动流化时,在此基础上改变风速,对传热传质不会有明显的影响;料层厚度对脉动流化干燥的影响最大,在保证床层物料能够流化的基础上,料层越厚越好;考虑减少单位热耗,应该适当降低风温;只考虑增加去水速度时,应该适当提高风温．     

生物材料的收缩特性及其对干燥过程的影响

对生物材料在对流干燥过程中的传热传质机理进行了探讨,着重对材料在干燥过程中的收缩现象进行了分析,引入了材料的收缩率概念．干燥过程中随着材料的不断收缩,湿分从材料的内部向外部的传递受到阻碍．本文就收缩过程对自由水、边界水和蒸汽运动过程的影响进行了分析．     

脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性的研究

分析了脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性．研究表明脉动流化床中物料的运动状态,可以看作是其平动、振动和旋转运动的叠加．在一定的气流速度下,处于旋转运动物料的传热效果要比振动物料的传热效果好．将Ranz—Marshall公式应用到在脉动流化床气-固传热系数的计算中,有其局限性．气流温度是影响干燥过程降水幅度的重要参数,床层静止高度及脉动频率对干燥过程的影响很小．当气流速度等于或高于最小脉动流化速度时,床层内的温度分布均匀一致,脉动频率对温度分布的影响很小．     

食品对流烹饪过程热质传递分析

本文基于傅立叶和菲克定律,建立了食品对流烹饪传热传质过程的二维数学模型。食品的物理性能用局部温度和湿度表示,模型充分考虑了传热与传质之间的相互耦合。得到了食品对流烹饪过程的干燥曲线,整个烹饪过程的数值模拟结果与实验数据相吻合。模型可以用来模拟和预测食品烹饪过程的温度和湿度分布。     

马铃薯升华干燥过程中的仿真研究

目的 为了了解马铃薯升华干燥效果和马铃薯的升华干燥时间,优化冻干过程,减少冻干能耗,采用COMSOL Multiphysics软件对马铃薯切片进行模拟。方法 综合利用传热学、传质学和有关学科知识,建立马铃薯切片在升华干燥过程中的物理模型和数学模型,模拟马铃薯片的升华干燥过程。结果 冰质量与初始时刻冰质量之比随着干燥时间增加逐渐减少,脱水速率随着干燥时间增加逐渐减小。考虑模拟忽略了蒸汽从切片四周流出的实际情况,导致冰质量与初始时刻冰质量之比实际值小于模拟值,脱水速率实际值高于模拟值。实际上升华干燥能除去马铃薯切片85%以上甚至90%以上的水分,干燥效果较好。随着马铃薯切片厚度的增加,马铃薯切片的升华干燥时间逐渐增大。马铃薯升华干燥时所处的冻干仓温度越高,升华干燥完成时所用的时间越少。冻干仓压力越大,马铃薯升华干燥时间越长。隔板温度越大,马铃薯的升华干燥时间越短。结论 在对马铃薯进行冻干时,应尽量增加冻干仓温度,降低冻干仓压力,增加隔板温度,减小马铃薯厚度,以降低马铃薯在冷冻干燥过程中的能耗。     

常压吸附流化冷冻干燥过程的理论分析

为探索节能型的冷冻干燥方式,进行了在常压下利用流化床中吸附剂吸附水分同时放出热量实现冷冻干燥的研究。以粒状物料为例,建立了球坐标下常压冷冻干燥的传热过程理论模型,计算了物料干燥过程中的温度和升华界面的移动距离,并对床温、物料尺寸和吸附剂粒径等影响因素进行了理论分析。实验测量了物料内的温度分布变化,验证了数学模型的可靠性。结果表明,通过适当提高床温、采用小尺寸物料和吸附剂,可以提高干燥速率。     

冷冻干燥升华过程数学模型传热传质机理

提出冷冻干燥升华过程主要由传热控制和传质过程两阶段组成，分析认为升华过程是传热传质的逆过程，并得出该过程的合理工艺条件，即物料表面的加热温度和干燥箱内真空度的变化规律。     

胡萝卜冷冻干燥的实验研究

通过对胡萝卜的中心与外层部分进行冷冻干燥实验的研究,比较了胡萝卜在冻干过程中的传质、传热性能;建立了胡萝卜在升华阶段的冻干模型。对由本模型计算得出的模型参数和升华干燥时间与实验结果进行对比讨论。     

马蹄真空冷冻干燥实验的研究

利用真空冷冻干燥技术对马蹄进行保鲜加工研究.利用电阻法测量了马蹄的共晶点和共熔点,采用L12(35)正交试验方法,研究了影响冻干产品质量和设备生产能力的主要参数,评定了冻干产品的含水量、外观、复水性等特性.实验结果表明,马蹄冻干的最佳工艺为:速冻温度-36℃,速冻时间20h,干燥升华时仓压(120±10)Pa;干燥解析时仓压(40±10)Pa,解析时的搁板温度50℃,干燥时间14h.     

液相法合成粉体中冷冻干燥对团聚的影响

采用化学共沉淀法制备钛酸钡电子陶瓷粉体,在共沉淀产物的干燥过程采用恒温干燥和冷冻干燥两种方法,利用扫描电镜观察干燥后的共沉淀产物和煅烧后粉体形貌,以比较冷冻干燥对粉体颗料团聚的影响.结果表明,所制得的粉体颗粒平均尺寸约为200nm,采用冷冻干燥的共沉淀产物的团聚体比恒温干燥的小,说明在液相法制备超细粉体过程中采用冷冻干燥可以减轻颗粒之间的团聚.     

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.     

冷冻干燥在磁粉表面处理中的应用

冷冻干燥是制备超细磁粉的一种先进技术,它可使磁粉的分散性能得到明显改善。实验说明:干燥初期采用红外灯供热对加快升华速率十分有效;原料浆液越稀越有利于冷冻干燥。本文对粉末冻干过程中容易出现的崩解现象及冻干机理进行了深入的研究与探讨,提出了描述磁粉冻干过程中各种参数变化规律的数学模型。     

长豇豆隧道式热风干燥特性及品质变化

应用自制隧道式干燥实验台对95,℃漂烫2,min后的长豇豆进行热风干燥实验,分析了在不同热风温度、热风速度、料层厚度条件下豇豆的干燥特性及干产品品质.结果表明:长豇豆干燥过程中干燥第1阶段表现明显,热风温度对干燥速率及品质的影响最大;经漂烫后的长豇豆在热风温度60,℃、热风速度0.3,m/s、料层厚度6,mm条件下干燥时所得产品Vc含量最高.研究结果可为长豇豆隧道式热风干燥生产实践提供参考依据.     

低氟改性氟涂料的研究

研制了一种低氟改性氟树脂涂料,并用XPS(X射线光电子仪)检测了树脂成膜后含氟成分的分布情况,测量了涂膜与纯水的接触角,以及涂膜的耐蚀性能．实验结果表明：氟树脂成膜时产生了较大趋向作用,含氟基团向空气／聚合物界面伸展,对聚合物内部分子形成很好的保护作用;低氟改性氟树脂涂料具有优异的表面性能和耐蚀性能。