液滴撞击低温球形颗粒的涂覆效果研究
发布时间：2022-04-28 23:13
随着社会的不断的进步,人们对药物粉体、高蛋白等营养成分提取物需求量正在逐渐的增加,为了满足日益增长的趋势和获得高质量的粉体产品,喷雾冷冻技术作为一种新型的干燥技术正不断应用到工程实际中。喷雾冷冻干燥技术（SFD）为加工分散性的粉体提供一种工艺过程,它对制备高附加值的药物、食品、功能材料等粉末材料具有重大意义。但目前的喷雾冷冻干燥过程中存在操作性差、传热传质效率低、设备壁面沉积和产品质量差等问题,就以上问题,本文提出一种新的喷雾冷冻干燥方法,即将雾化的液滴涂覆在流化的冷冻载体颗粒表面,料液经过涂覆、冻结、冷冻干燥、剥离过程形成最终的粉体产品。通过这种方法可将被干燥的料液食品、药品等进一步干燥成粉体成品,无需二次加工;而且,结构简单、操作方便、实现设备的一体化。本文针对上述干燥方法中的冻结过程,研究了单液滴撞击冷球形表面的动力学行为。为了深入的研究单液滴撞击冷球形表面的冻结行为,本文对雾化的液滴撞击低温球形表面的动态行为进行了可视化实验。通过对不同直径的雾化液滴在不同的低温环境下撞击不同直径的球体表面过程的动态行为进行了拍摄,得到了液滴撞击金属钢球表面的动力学特性。本文首先对雾化液滴撞击不...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 喷雾冷冻干燥简介
1.2.2 喷雾冷冻干燥过程及其影响因素
1.2.3 液滴撞击现象的相关研究
1.3 研究现状的不足
1.4 本文研究的内容
2 液滴撞击低温球面的理论基础
2.1 单液滴撞击球面的形态分析
2.2 单液滴碰壁的控制方程
2.2.1 理想固体表面的Young方程
2.2.2 实际壁面上接触角滞后性
2.2.3 接触线上的粘性剪切力
2.2.4 自由表面常用数值算法
2.3 单液滴冻结过程控制方程
2.3.1 表面热流
2.3.2 冷冻阶段
2.3.3 冻结固化阶段
2.3.4 相变区
2.4 液滴碰撞壁面的受力分析
2.4.1 表面张力
2.4.2 内部压力
2.4.3 粘性力
2.4.4 惯性力
3 单液滴撞击低温球面实验
3.1 引言
3.2 实验装置
3.2.1 液滴产生装置
3.2.2 制冷调控装置
3.2.3 高速摄像装置
3.3 实验的方法
3.3.1 实验前准备过程
3.3.2 实验进行过程
3.3.3 实验后数据处理过程
3.4 实验材料及其属性
3.5 实验流程
3.6 试验设计分析
3.6.1 直观分析
3.6.2 方差分析
3.6.3 回归分析
3.6.4 影响液膜铺展长度的因素显著性分析
4 实验结果分析与讨论
4.1 碰撞过程液膜的厚度及半径影响因素
4.1.1 图像处理过程
4.1.2 液滴碰撞的过程形态变化
4.1.3 液滴直径的改变对液膜形态的影响
4.1.4 实验温度的改变对液膜形态的影响
4.1.5 钢球直径的改变对液膜形态的影响
4.2 试验设计分析与讨论
5 结论
5.1 全文总结
5.2 论文的创新点
5.3 论文的不足之处
6 展望
7 参考文献
8 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]实验观测液滴撞击倾斜表面液膜的特殊现象[J]. 梁刚涛,沈胜强,郭亚丽,陈觉先,于欢,李熠桥. 物理学报. 2013(08)
[2]液滴撞击固体球面行为特性的数值研究[J]. 汪焰恩,周金华,秦琰磊,李鹏林,杨明明,韩琴,王月波,魏生民. 振动与冲击. 2012(20)
[3]液滴撞击固体表面铺展特性的实验研究[J]. 毕菲菲,郭亚丽,沈胜强,陈觉先,李熠桥. 物理学报. 2012(18)
[4]基于碰撞特性的导线雾凇覆冰厚度预测模型研究[J]. 林锐,陈允清,蒋兴良. 高压电器. 2010(11)
[5]普鲁兰多糖的应用及研究生产现状[J]. 杨西江,徐田华,徐玲,张春宇. 发酵科技通讯. 2010(04)
[6]液滴冲击液膜过程实验研究[J]. 郭加宏,戴世强,代钦. 物理学报. 2010(04)
[7]用耗散粒子动力学方法研究高分子链取向对形变液滴回缩法测定界面张力值的影响[J]. 毛伟,孔滨,杨小震. 高等学校化学学报. 2008(05)
[8]采用HOTDISK测量材料热导率的实验研究[J]. 黄犊子,樊栓狮. 化工学报. 2003(S1)
[9]普鲁兰多糖的粘度性质研究[J]. 滕利荣,洪水声,孟庆繁,陈佳,王亚军,吴敏,刘兰英. 食品科学. 2003(10)
[10]柴油机喷雾撞壁的研究[J]. 成晓北,黄荣华,邓元望,朱梅林. 车用发动机. 2001(06)
本文编号：3649725
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 喷雾冷冻干燥简介
1.2.2 喷雾冷冻干燥过程及其影响因素
1.2.3 液滴撞击现象的相关研究
1.3 研究现状的不足
1.4 本文研究的内容
2 液滴撞击低温球面的理论基础
2.1 单液滴撞击球面的形态分析
2.2 单液滴碰壁的控制方程
2.2.1 理想固体表面的Young方程
2.2.2 实际壁面上接触角滞后性
2.2.3 接触线上的粘性剪切力
2.2.4 自由表面常用数值算法
2.3 单液滴冻结过程控制方程
2.3.1 表面热流
2.3.2 冷冻阶段
2.3.3 冻结固化阶段
2.3.4 相变区
2.4 液滴碰撞壁面的受力分析
2.4.1 表面张力
2.4.2 内部压力
2.4.3 粘性力
2.4.4 惯性力
3 单液滴撞击低温球面实验
3.1 引言
3.2 实验装置
3.2.1 液滴产生装置
3.2.2 制冷调控装置
3.2.3 高速摄像装置
3.3 实验的方法
3.3.1 实验前准备过程
3.3.2 实验进行过程
3.3.3 实验后数据处理过程
3.4 实验材料及其属性
3.5 实验流程
3.6 试验设计分析
3.6.1 直观分析
3.6.2 方差分析
3.6.3 回归分析
3.6.4 影响液膜铺展长度的因素显著性分析
4 实验结果分析与讨论
4.1 碰撞过程液膜的厚度及半径影响因素
4.1.1 图像处理过程
4.1.2 液滴碰撞的过程形态变化
4.1.3 液滴直径的改变对液膜形态的影响
4.1.4 实验温度的改变对液膜形态的影响
4.1.5 钢球直径的改变对液膜形态的影响
4.2 试验设计分析与讨论
5 结论
5.1 全文总结
5.2 论文的创新点
5.3 论文的不足之处
6 展望
7 参考文献
8 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]实验观测液滴撞击倾斜表面液膜的特殊现象[J]. 梁刚涛,沈胜强,郭亚丽,陈觉先,于欢,李熠桥. 物理学报. 2013(08)
[2]液滴撞击固体球面行为特性的数值研究[J]. 汪焰恩,周金华,秦琰磊,李鹏林,杨明明,韩琴,王月波,魏生民. 振动与冲击. 2012(20)
[3]液滴撞击固体表面铺展特性的实验研究[J]. 毕菲菲,郭亚丽,沈胜强,陈觉先,李熠桥. 物理学报. 2012(18)
[4]基于碰撞特性的导线雾凇覆冰厚度预测模型研究[J]. 林锐,陈允清,蒋兴良. 高压电器. 2010(11)
[5]普鲁兰多糖的应用及研究生产现状[J]. 杨西江,徐田华,徐玲,张春宇. 发酵科技通讯. 2010(04)
[6]液滴冲击液膜过程实验研究[J]. 郭加宏,戴世强,代钦. 物理学报. 2010(04)
[7]用耗散粒子动力学方法研究高分子链取向对形变液滴回缩法测定界面张力值的影响[J]. 毛伟,孔滨,杨小震. 高等学校化学学报. 2008(05)
[8]采用HOTDISK测量材料热导率的实验研究[J]. 黄犊子,樊栓狮. 化工学报. 2003(S1)
[9]普鲁兰多糖的粘度性质研究[J]. 滕利荣,洪水声,孟庆繁,陈佳,王亚军,吴敏,刘兰英. 食品科学. 2003(10)
[10]柴油机喷雾撞壁的研究[J]. 成晓北,黄荣华,邓元望,朱梅林. 车用发动机. 2001(06)
本文编号：3649725
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