小型生物质能源油菜籽分层床式干燥设备数值模拟及优化
发布时间：2020-12-18 23:40
油菜作为我国主要的油料作物,在我国中南部地区广泛种植,油菜籽采摘后干燥贮存是极其重要的一步加工环节。本课题组针对农户以低成本、低能耗、高效率为目的,自主设计制造了一种以半气化生物质燃烧炉燃烧秸秆、薪柴等生物质能源作为热源供给,通过换热器加热自然空气,以互换通风的方式进行干燥的分层干燥床式小型油菜籽干燥设备。本文以该设备为研究对象,通过试验对油菜籽的物理特性及干燥设备的干燥效果做了研究,以此为基础运用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术及多孔介质模型,分析了干燥室内单相流场的分布情况,研究了设备的干燥均匀性,并对内流场气流分布做了组织优化以改善干燥均匀性。在较高的风速条件下,采用欧拉双流体模型,模拟分析了干燥室内热风与油菜籽的气固两相流动,研究了油菜籽的流化状态。最后,采用不同生物质燃料作为热源供给,研究了设备的燃料消耗率。以下为主要研究结论:(1)采用甲苯浸液比重瓶法对油菜籽的真实密度进行了试验研究,并用容重法测定了其容积密度,试验结果表明,油菜籽的密度随含水率的增大而升高,并依据试验数据通过计算法获得了油菜籽床层的孔隙率为e=0.392。采用筛分法获...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油菜籽粒度分布
后的水通过热管管壁与空气进行热传递，烟管传递，以及蒸汽管中的高温水蒸气通过管壁与热器的热交换效率。加热后的空气进入到干燥用下流经每层干燥床，对物料进行干燥。通过从而实现双向互换通风。干燥室物料床层采用干燥量的需要选择干燥床层的数量，满足就仓籽均由华中农业大学油菜工程技术研究中心种新收获的油菜籽水分含量在 20%-30%，因此试品含水率（Soponronnarit et al 1997），使其初为在人工喷淋加湿油菜籽后，待油菜籽表面水率，直至满足初始含水率要求。为了研究干燥床层不同位置设置含水率测量点，各床层取点
油菜籽物料层厚度在 40mm 时不同床层干燥前后含水率对比如图 3-4 所示，床层不同位置含水率对比如图 3-5 所示。图 3-4 40mm 厚油菜籽干燥前后含水率对比图Fig.3-4 Moisture content change of a 40mm thickness rapeseed layer after drying at differentlayers
【参考文献】：
期刊论文
[1]气流式喷雾干燥过程的计算流体力学模拟[J]. 马川川,张丽丽. 中国粉体技术. 2014(05)
[2]干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验[J]. 张烨,李长友,马兴灶,李建民,邹湘军,王润发. 农业机械学报. 2014(07)
[3]CFD在食品干燥过程及其干燥设备设计中的应用[J]. 张伟,任广跃,段续,刘云宏,朱文学. 干燥技术与设备. 2013(06)
[4]基于计算流体力学的木材干燥窑内三维流场的数值模拟[J]. 张杨,吴哲,曹军. 东北林业大学学报. 2013(12)
[5]生物质固体成型燃料燃烧颗粒物的数量和质量分布特性[J]. 张永亮,赵立欣,姚宗路,田宜水,孟海波,张学敏. 农业工程学报. 2013(19)
[6]木材干燥窑的优化设计[J]. 赵晔玫,徐滕岗,严平,祁亮,龚佩玺. 东华大学学报(自然科学版). 2013(04)
[7]天然橡胶干燥气流分布的均匀性研究[J]. 钟浩文,胡明辅,王佳. 化工进展. 2013(05)
[8]太阳能干燥室内部气流场分布CFD数值模拟![J]. 任海伟,李金平,刘增光,岳大灵,张飞,李志忠. 农业机械学报. 2012(S1)
[9]油菜籽干燥技术研究进展[J]. 杨国峰,丁超,蔡浩飞,屠康,和珊. 中国粮油学报. 2012(05)
[10]旋流干燥器流场模拟研究[J]. 水银杰,孙勤,杨阿三,程榕,郑燕萍. 化学工程. 2011(03)
博士论文
[1]600MW循环流化床锅炉炉膛气固流动和受热面传热的研究[D]. 周星龙.浙江大学 2012
硕士论文
[1]生物质循环流化床气固两相流数值模拟与热解气化试验研究[D]. 张彤辉.山东大学 2014
[2]基于FLUENT的气力输送浓相气固两相流数值模拟[D]. 何成.广东工业大学 2014
[3]一种饲料烘干机的温度控制研究及其流场分布数值模拟[D]. 李浩涌.浙江大学 2014
[4]滚筒摘锭式采摘头结构优化设计[D]. 徐守志.石河子大学 2013
[5]甘蓝型油菜籽干燥与吸湿特性研究[D]. 徐武明.西南大学 2012
[6]智能油菜籽烘干机的设计与试验研究[D]. 谢艳群.湖南农业大学 2012
[7]汝箕沟煤田火区多孔介质渗流规律研究[D]. 徐佳.西安科技大学 2011
[8]单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟[D]. 杨雪.东北大学 2011
[9]内热式蒸汽回转干燥机内流场温度场数值模拟[D]. 王飞.东北大学 2011
[10]太阳能/热泵联合干燥粮食系统及传热传质的研究[D]. 丁德强.山东建筑大学 2011
本文编号：2924815
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油菜籽粒度分布
后的水通过热管管壁与空气进行热传递，烟管传递，以及蒸汽管中的高温水蒸气通过管壁与热器的热交换效率。加热后的空气进入到干燥用下流经每层干燥床，对物料进行干燥。通过从而实现双向互换通风。干燥室物料床层采用干燥量的需要选择干燥床层的数量，满足就仓籽均由华中农业大学油菜工程技术研究中心种新收获的油菜籽水分含量在 20%-30%，因此试品含水率（Soponronnarit et al 1997），使其初为在人工喷淋加湿油菜籽后，待油菜籽表面水率，直至满足初始含水率要求。为了研究干燥床层不同位置设置含水率测量点，各床层取点
油菜籽物料层厚度在 40mm 时不同床层干燥前后含水率对比如图 3-4 所示，床层不同位置含水率对比如图 3-5 所示。图 3-4 40mm 厚油菜籽干燥前后含水率对比图Fig.3-4 Moisture content change of a 40mm thickness rapeseed layer after drying at differentlayers
【参考文献】：
期刊论文
[1]气流式喷雾干燥过程的计算流体力学模拟[J]. 马川川,张丽丽. 中国粉体技术. 2014(05)
[2]干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验[J]. 张烨,李长友,马兴灶,李建民,邹湘军,王润发. 农业机械学报. 2014(07)
[3]CFD在食品干燥过程及其干燥设备设计中的应用[J]. 张伟,任广跃,段续,刘云宏,朱文学. 干燥技术与设备. 2013(06)
[4]基于计算流体力学的木材干燥窑内三维流场的数值模拟[J]. 张杨,吴哲,曹军. 东北林业大学学报. 2013(12)
[5]生物质固体成型燃料燃烧颗粒物的数量和质量分布特性[J]. 张永亮,赵立欣,姚宗路,田宜水,孟海波,张学敏. 农业工程学报. 2013(19)
[6]木材干燥窑的优化设计[J]. 赵晔玫,徐滕岗,严平,祁亮,龚佩玺. 东华大学学报(自然科学版). 2013(04)
[7]天然橡胶干燥气流分布的均匀性研究[J]. 钟浩文,胡明辅,王佳. 化工进展. 2013(05)
[8]太阳能干燥室内部气流场分布CFD数值模拟![J]. 任海伟,李金平,刘增光,岳大灵,张飞,李志忠. 农业机械学报. 2012(S1)
[9]油菜籽干燥技术研究进展[J]. 杨国峰,丁超,蔡浩飞,屠康,和珊. 中国粮油学报. 2012(05)
[10]旋流干燥器流场模拟研究[J]. 水银杰,孙勤,杨阿三,程榕,郑燕萍. 化学工程. 2011(03)
博士论文
[1]600MW循环流化床锅炉炉膛气固流动和受热面传热的研究[D]. 周星龙.浙江大学 2012
硕士论文
[1]生物质循环流化床气固两相流数值模拟与热解气化试验研究[D]. 张彤辉.山东大学 2014
[2]基于FLUENT的气力输送浓相气固两相流数值模拟[D]. 何成.广东工业大学 2014
[3]一种饲料烘干机的温度控制研究及其流场分布数值模拟[D]. 李浩涌.浙江大学 2014
[4]滚筒摘锭式采摘头结构优化设计[D]. 徐守志.石河子大学 2013
[5]甘蓝型油菜籽干燥与吸湿特性研究[D]. 徐武明.西南大学 2012
[6]智能油菜籽烘干机的设计与试验研究[D]. 谢艳群.湖南农业大学 2012
[7]汝箕沟煤田火区多孔介质渗流规律研究[D]. 徐佳.西安科技大学 2011
[8]单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟[D]. 杨雪.东北大学 2011
[9]内热式蒸汽回转干燥机内流场温度场数值模拟[D]. 王飞.东北大学 2011
[10]太阳能/热泵联合干燥粮食系统及传热传质的研究[D]. 丁德强.山东建筑大学 2011
本文编号：2924815
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