甘草干燥设备的研究与研制

发布时间：2017-10-05 13:32

  本文关键词：甘草干燥设备的研究与研制

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【摘要】：甘草富含甘草酸、黄酮素等化学成分,具有抗炎、抗癌等药用价值。我国甘草种植储量丰富,但由于原料加工中的干燥环节缺乏理论研究和实际应用,导致甘草切片等一系列半成品生产力不足。一方面由于新鲜甘草含水量高,不经干燥而长时间存放容易腐烂变质,造成浪费,因此大量甘草在土地里未被挖掘;另一方面由于生产力不足导致半成品产量很少,而甘草富含的诸多化学成分和药用价值被应用在医学和生活中,有大量需求的甘草半成品市场未被满足。因此,加强干燥设备的理论研究和实际应用是解决甘草市场供需平衡的关键。在类型繁多的干燥设备中,隧道型烘干设备广泛应用于果蔬干燥过程中,这种类型的干燥设备操作方便,结构简单,成本低廉,适合大批量干燥。将这种干燥设备应用于甘草切片干燥,不仅能降低干燥周期,提高单位时间干燥量,还能使产品质量有一定的保证。隧道烘干设备的流场均匀性是影响产品干燥质量的关键因素之一,因此本文主要做了以下工作来研究流场的均匀性:(1)计算了甘草切片干燥过程中的主要参数,活化能和扩散常数,为干燥时传热传质过程提供了一定的理论依据。(2)对传统烘干隧道的流场进行了模拟仿真,其中模型为长20m,宽1.8m,高1.8m的长方体,从仿真结果得出其流场均匀性较差。(3)针对传统隧道不均匀的特点进行了结构改造和仿真分析,并改变模型部分参数进行对比研究,发现当进风口置于隧道两侧,个数为8,直径为0.5m时,流场相对来说最均匀。(4)在理论研究过程中研制了一部分改造设备,干燥切片的产量有明显提升。目前团队正处于研制隧道干燥设备的准备阶段。
【关键词】：甘草切片 烘干隧道 结构优化 流场
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.892
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 干燥方法概述13-15
• 1.1.1 对流传热干燥13-14
• 1.1.2 传导传热干燥14
• 1.1.3 辐射传热干燥14-15
• 1.1.4 组合干燥15
• 1.2 对流热风干燥设备概述15-18
• 1.2.1 箱式干燥器15-16
• 1.2.2 隧道式烘干机16
• 1.2.3 带式干燥机16-17
• 1.2.4 流化床干燥器和喷动床干燥器17-18
• 1.3 隧道式干燥设备国内外研究现状18-19
• 1.3.1 国内研究现状19
• 1.3.2 国外研究现状19
• 1.4 课题研究目的、意义、主要内容及创新性19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第2章 干燥原理及甘草特性21-32
• 2.1 干燥基本原理21
• 2.2 多孔介质理论21-23
• 2.2.1 多孔介质的基本参数22-23
• 2.2.2 多孔介质传热过程23
• 2.2.3 多孔介质传质过程23
• 2.3 多孔介质对流干燥机理23-26
• 2.3.1 多孔介质恒速干燥阶段24
• 2.3.2 多孔介质降速干燥阶段24-26
• 2.4 有效水分扩散系数计算26-31
• 2.4.1 Matlab曲线拟合工具26-27
• 2.4.2 有效水分扩散系数的计算方法27-29
• 2.4.3 有效水分扩散系数的求解29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 CFD基本概念和传统干燥隧道的建模研究32-44
• 3.1 数值模拟理论32-33
• 3.1.1 流体动力学（CFD）简介32
• 3.1.2 CFD数值模拟方法32-33
• 3.2 基本控制方程33-35
• 3.2.1 质量守恒方程33-34
• 3.2.2 动量守恒方程34
• 3.2.3 湍流模型34-35
• 3.3 传统物理模型建立35-43
• 3.3.1 传统物理模型35-36
• 3.3.2 网格划分36
• 3.3.3 传统模型边界条件36-37
• 3.3.4 数值求解37
• 3.3.5 模拟结果37-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 干燥隧道的结构改造及数值模拟44-62
• 4.1 结构改造44-45
• 4.2 CFD模拟仿真45-53
• 4.2.1 基本控制方程45
• 4.2.2 模型建立45-46
• 4.2.3 网格划分46
• 4.2.4 边界条件46
• 4.2.5 数值计算46-47
• 4.2.6 模拟结果47-53
• 4.3 进风口参数研究53-60
• 4.3.1 模型II仿真结果分析53-56
• 4.3.2 模型III仿真结果分析56-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第5章 烘干设备的研制62-66
• 5.1 初始干燥设备62-63
• 5.2 初期设备改造与实施63-65
• 5.3 烘干隧道改造方案65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 结论66
• 展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录72

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本文编号：977079