生物多孔介质热风干燥数学模型及数值模拟.pdf全文

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第3O卷 第20期 农 业 工 程 学 报 Vbl-30 No-20 2014年 10月 TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering 0ct．2014 325 生物多孑L介质热风干燥数学模型及数值模拟 王会林 ，卢 涛 ，姜培学2 1．北京化工大学机电工程学院，北京 100029； 2．清华大学热能工程系，热科学与动力工程教育部重点实验室，北京 100084 摘 要：为了研究生物多孔介质在热风干燥过程中的热质传递机理以及其内部应力应变分布规律，根据生物多孔 介质中温度、水分及应力之间复杂的耦合关系，基于菲克扩散定律、傅立叶导热定律和热弹性力学理论，建立了 对流干燥条件下，含湿多孔介质内部传热传质过程热一湿一力双向耦合的数学模型。采用有限差分法编制相应的计 算程序，对其进行数值计算，数值结果与马铃薯和胡萝 卜对流干燥试验结果之间的相对误差均小于5％；进一步分 析了干燥特性曲线，以及温度、干基含水率和应力应变的时空分布；最后分析了风温、风速等干燥条件以及多孔 介质厚度对干燥过程的影响，结果表明：在一定试验条件下，风温越高，风速越大，切片厚度越薄，干燥时间越 短。研究为改善生物多孔介质热质传递现象物理机理的理解提供参考。 关键词：干燥；数值方法；耦合；传热传质；应力．应变；数值模拟 doi：10．3969~．issn．1002―6819．2014．20．039 中图分类号：TK121 文献标志码：A 文章编号：1002―6819 2014 一20―0325―09 王会林 ，卢 涛，，姜培学．生物多孔介质热风干燥数学模型及数值模拟 [J]．农业工程学报，2014，30 20 ： 325―333． WangHuilin，LuTao，JiangPeixue．Mathematicalmodelandnumericalsimulationofbiologicalporousmedium during hotairdrying[J]．TrnasactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering TrnasactionsofhteCSAE ，2014， 30 20 ：325-

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