热泵密集烤房烘烤过程中温湿度响应及烘烤效果研究
发布时间：2021-11-19 04:15
本试验以中烟100（CF965）为试验材料,系统研究了热泵密集烤房与燃煤密集烤房在烟叶烘烤过程中温湿度的变化规律以及与设定值的响应程度,主要是以干球温度和湿球温度来体现,并对比分析了两种烤房烤后烟叶的化学成分、感官质量、经济性状及耗能用工情况,而且还对热泵密集烤房风速场、温度场进行数值模拟研究,为热泵密集烤房的优化和推广提供理论依据。主要研究结果如下:（1）热泵密集烤房在水平方向的干球温度分布均匀度低于燃煤密集烤房,且两种类型烤房的干球温度分布均为中后部高,前部低。热泵密集烤房在垂直方向的干球温度分布均匀度高于燃煤密集烤房,且两种类型烤房的干球温度分布均为下部最高,上部最低。热泵密集烤房的湿球温度分布均匀度高于燃煤密集烤房,两种类型烤房水平方向湿球温度分布都为后部最高,中部最低。热泵密集烤房在垂直方向湿球温度分布为上下部高,中部低,燃煤密集烤房在变黄前期下部湿球温度最高,上部湿球温度最低,在定色期至干筋期为上部湿球温度最高,下部最低。热泵密集烤房与燃煤密集烤房在烘烤过程中干球温度分布均匀度高于湿球温度分布;水平方向干湿球温度分布均匀度高于垂直方向干湿球温度分布;变黄期干湿球温度分布均匀...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热泵主机外观结构图
山东农业大学硕士学位论文11装烟室内。选择同一地块，同一品种，同一部位，生长状况、成熟度一致的中部烟叶作为实验样烟，分别放置在烤房中部的上中下棚，烘烤结束时取出分析。两种类型烤房均按照表1所示的“8点式精准烘烤工艺”进行烘烤。表1烘烤工艺Table1Curingprocess干球温度湿球温度稳温时间目标升温速度DrybulbtemperatureWetbulbtemperatureTemperaturestabilizationtimeTargetHeatingrate(℃)(℃)(h)383820叶片发暖，开始出汗每1小时升1℃404024凋萎塌架每2小时升1℃423611主脉变软，折而不断每2小时升1℃44368勾尖卷边(干尖6cm以上)每2小时升1℃463611勾尖卷边,干片1/3每2小时升1℃50368干片1/2(小卷筒)每1小时升1℃54388叶片全干(大卷筒)每1小时升1℃684225烟筋全干每1小时升1℃2.3测定项目及方法2.3.1干球温度和湿球温度的测定烤房内的温湿度情况以干球温度和湿球温度来体现。将9个温湿度自动记录仪均匀放置于烤房装烟室内挂烟夹的上、中、下三层，每层前中后部3个，靠近烤房门的装烟室区域为前部，靠近加热室的装烟室区域为后部，如图2所示。待烘烤结束后取出记录仪并输出数据，分析结果。图2记录仪在装烟室内分布Fig.2Distributionofrecorderincuringbarn2.3.2烤后烟叶经济性状烤后烟叶等级比例按照国标GB2635-1992标准进行划分，均价按照当年当地烤烟等级收购价格计算。2.3.3烤后烟叶化学成分烟碱含量测定采用紫外分光光度法；总糖含量采用乙醇提取，蒽酮比色法测定；
热泵密集烤房烘烤过程中温湿度响应及烘烤效果研究12还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸法；蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法；钾含量测定采用火焰光度法；氮含量测定采用凯氏定氮法。以上烟叶化学成分的测定参考《烟草化学》（王瑞新，2003）。2.3.4烤后烟叶感官质量烘烤结束后，将烟叶适度回潮，从烤房的前中后部随机选取部分样烟统一送至中国农业科学院青岛烟草所进行评吸鉴定。烟叶感官质量评价指标主要包括劲头、浓度、香气质、香气量、余味、刺激性、杂气等。2.3.5烘烤成本分别记录两座烤房烘烤过程中的耗煤量、耗电量、烘烤用工等情况。2.3.6热泵密集烤房模型的构建2.3.6.1基本假设在模拟烟叶烘烤过程时，需要做出合理的假设将研究对象简化，以便于求解。针对本文所要研究的内容，作以下假设：①把装烟室门、观察窗、排湿窗等结构与烤房墙体看作绝热体，挂烟架忽略不计；②热空气能够均匀地进入烟叶堆积区域进行热交换；③烤房内空气为不可压缩的理想流体；④烟叶堆积区域为均匀连续的多孔介质，烟夹忽略不计；⑤烟叶与烟叶之间的热传导忽略不计；⑥由于热空气温度不高，所以仅考虑对流换热；⑦烤房内气密性良好，且通风排湿顺畅。2.3.6.2烤房模型的构建将装烟室看作一个规整的长方体结构，在ICEM中按1:1的比例所创建的几何模型如图3所示。沿XYZ方向分别设定为长、高、宽，对应的尺寸为8m、3.5m、2.7m。图3中红色处为出风口，蓝色处为进风口，二者位于隔墙上下两端对应的中间位置，尺寸均为1.4m×0.4m。每一个多孔介质区域长8m，宽2.7m，高0.8m，如图4所示。图3烤房几何模型Fig.3Geometricmodelofthecuringbarn
【参考文献】：
期刊论文
[1]热泵密集烤房烘烤过程中干湿球温度响应研究[J]. 李晗,侯欣,于涛,谭效磊,刘文涛,王兴春,徐秀红,刘迎超,杨趁义,王玉军. 山东农业科学. 2019(12)
[2]热泵密集烤房不同烘烤工艺效果比较[J]. 孟智勇,宗胜杰,高相彬,朱银峰,马浩波,朱景伟,曹晓涛. 江苏农业科学. 2019(22)
[3]密集烤房配套生物质能换热器的设计[J]. 王政,韦建玉,沈燕金,黄崇峻,敖金成,孔万军,陈计华. 湖北农业科学. 2019(18)
[4]生物质压块燃料在烟叶烘烤中的应用效果[J]. 张峰阁,施学明,瞿兴. 南方农业. 2019(21)
[5]气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向研究[J]. 董祥洲,王豹祥,高琴,王川,李世金,程廷明. 安徽农学通报. 2019(01)
[6]密集烤房余热共享在烟叶烘烤中的应用研究[J]. 祖庆学,曹本福,李碧宽,母少东,陆引罡. 湖北农业科学. 2018(22)
[7]热泵烤房应用效果研究[J]. 崔云,黄成波,武传国,刘莉,高强,张伟娜,徐蕊,杨少胜,张超. 农业开发与装备. 2018(09)
[8]自动清灰型烤房加热设备的设计与优化[J]. 田辉,刘勇敢,丁攀,王韵翔,王玲,任天宝. 江苏农业科学. 2018(18)
[9]密集烤房手动式提升回风挡板控制装置的研制与使用[J]. 赵全志,尹振华,何云松,顾会战,陈利平. 农业技术与装备. 2018(09)
[10]框式散叶烘烤辅助装置应用探索[J]. 张建忠,李伟,章友爱,王涛,李文卿,谢云彪. 中国农机化学报. 2018(07)
博士论文
[1]清洁能源智能供热对烤烟烘烤效果的研究[D]. 王建安.西北农林科技大学 2018
硕士论文
[1]基于CFD的新型密集烤房流场模拟及其结构优化[D]. 白志鹏.西北农林科技大学 2017
[2]烟叶烘烤过程中的热湿分析与优化[D]. 包亚峰.重庆大学 2015
[3]散叶烘烤设备及工艺技术研究[D]. 孙光伟.山东农业大学 2012
[4]烤烟散叶堆积式密集烤房及配套烘烤技术研究[D]. 蒋笃忠.湖南农业大学 2010
[5]多孔介质传热传质过程的数值模拟—烟叶烘烤过程模拟技术研究[D]. 汪火良.昆明理工大学 2010
[6]不同装烟方式密集烘烤过程中烟叶主要化学成分的动态变化研究[D]. 李春艳.湖南农业大学 2007
本文编号：3504267
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热泵主机外观结构图
山东农业大学硕士学位论文11装烟室内。选择同一地块，同一品种，同一部位，生长状况、成熟度一致的中部烟叶作为实验样烟，分别放置在烤房中部的上中下棚，烘烤结束时取出分析。两种类型烤房均按照表1所示的“8点式精准烘烤工艺”进行烘烤。表1烘烤工艺Table1Curingprocess干球温度湿球温度稳温时间目标升温速度DrybulbtemperatureWetbulbtemperatureTemperaturestabilizationtimeTargetHeatingrate(℃)(℃)(h)383820叶片发暖，开始出汗每1小时升1℃404024凋萎塌架每2小时升1℃423611主脉变软，折而不断每2小时升1℃44368勾尖卷边(干尖6cm以上)每2小时升1℃463611勾尖卷边,干片1/3每2小时升1℃50368干片1/2(小卷筒)每1小时升1℃54388叶片全干(大卷筒)每1小时升1℃684225烟筋全干每1小时升1℃2.3测定项目及方法2.3.1干球温度和湿球温度的测定烤房内的温湿度情况以干球温度和湿球温度来体现。将9个温湿度自动记录仪均匀放置于烤房装烟室内挂烟夹的上、中、下三层，每层前中后部3个，靠近烤房门的装烟室区域为前部，靠近加热室的装烟室区域为后部，如图2所示。待烘烤结束后取出记录仪并输出数据，分析结果。图2记录仪在装烟室内分布Fig.2Distributionofrecorderincuringbarn2.3.2烤后烟叶经济性状烤后烟叶等级比例按照国标GB2635-1992标准进行划分，均价按照当年当地烤烟等级收购价格计算。2.3.3烤后烟叶化学成分烟碱含量测定采用紫外分光光度法；总糖含量采用乙醇提取，蒽酮比色法测定；
热泵密集烤房烘烤过程中温湿度响应及烘烤效果研究12还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸法；蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法；钾含量测定采用火焰光度法；氮含量测定采用凯氏定氮法。以上烟叶化学成分的测定参考《烟草化学》（王瑞新，2003）。2.3.4烤后烟叶感官质量烘烤结束后，将烟叶适度回潮，从烤房的前中后部随机选取部分样烟统一送至中国农业科学院青岛烟草所进行评吸鉴定。烟叶感官质量评价指标主要包括劲头、浓度、香气质、香气量、余味、刺激性、杂气等。2.3.5烘烤成本分别记录两座烤房烘烤过程中的耗煤量、耗电量、烘烤用工等情况。2.3.6热泵密集烤房模型的构建2.3.6.1基本假设在模拟烟叶烘烤过程时，需要做出合理的假设将研究对象简化，以便于求解。针对本文所要研究的内容，作以下假设：①把装烟室门、观察窗、排湿窗等结构与烤房墙体看作绝热体，挂烟架忽略不计；②热空气能够均匀地进入烟叶堆积区域进行热交换；③烤房内空气为不可压缩的理想流体；④烟叶堆积区域为均匀连续的多孔介质，烟夹忽略不计；⑤烟叶与烟叶之间的热传导忽略不计；⑥由于热空气温度不高，所以仅考虑对流换热；⑦烤房内气密性良好，且通风排湿顺畅。2.3.6.2烤房模型的构建将装烟室看作一个规整的长方体结构，在ICEM中按1:1的比例所创建的几何模型如图3所示。沿XYZ方向分别设定为长、高、宽，对应的尺寸为8m、3.5m、2.7m。图3中红色处为出风口，蓝色处为进风口，二者位于隔墙上下两端对应的中间位置，尺寸均为1.4m×0.4m。每一个多孔介质区域长8m，宽2.7m，高0.8m，如图4所示。图3烤房几何模型Fig.3Geometricmodelofthecuringbarn
【参考文献】：
期刊论文
[1]热泵密集烤房烘烤过程中干湿球温度响应研究[J]. 李晗,侯欣,于涛,谭效磊,刘文涛,王兴春,徐秀红,刘迎超,杨趁义,王玉军. 山东农业科学. 2019(12)
[2]热泵密集烤房不同烘烤工艺效果比较[J]. 孟智勇,宗胜杰,高相彬,朱银峰,马浩波,朱景伟,曹晓涛. 江苏农业科学. 2019(22)
[3]密集烤房配套生物质能换热器的设计[J]. 王政,韦建玉,沈燕金,黄崇峻,敖金成,孔万军,陈计华. 湖北农业科学. 2019(18)
[4]生物质压块燃料在烟叶烘烤中的应用效果[J]. 张峰阁,施学明,瞿兴. 南方农业. 2019(21)
[5]气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向研究[J]. 董祥洲,王豹祥,高琴,王川,李世金,程廷明. 安徽农学通报. 2019(01)
[6]密集烤房余热共享在烟叶烘烤中的应用研究[J]. 祖庆学,曹本福,李碧宽,母少东,陆引罡. 湖北农业科学. 2018(22)
[7]热泵烤房应用效果研究[J]. 崔云,黄成波,武传国,刘莉,高强,张伟娜,徐蕊,杨少胜,张超. 农业开发与装备. 2018(09)
[8]自动清灰型烤房加热设备的设计与优化[J]. 田辉,刘勇敢,丁攀,王韵翔,王玲,任天宝. 江苏农业科学. 2018(18)
[9]密集烤房手动式提升回风挡板控制装置的研制与使用[J]. 赵全志,尹振华,何云松,顾会战,陈利平. 农业技术与装备. 2018(09)
[10]框式散叶烘烤辅助装置应用探索[J]. 张建忠,李伟,章友爱,王涛,李文卿,谢云彪. 中国农机化学报. 2018(07)
博士论文
[1]清洁能源智能供热对烤烟烘烤效果的研究[D]. 王建安.西北农林科技大学 2018
硕士论文
[1]基于CFD的新型密集烤房流场模拟及其结构优化[D]. 白志鹏.西北农林科技大学 2017
[2]烟叶烘烤过程中的热湿分析与优化[D]. 包亚峰.重庆大学 2015
[3]散叶烘烤设备及工艺技术研究[D]. 孙光伟.山东农业大学 2012
[4]烤烟散叶堆积式密集烤房及配套烘烤技术研究[D]. 蒋笃忠.湖南农业大学 2010
[5]多孔介质传热传质过程的数值模拟—烟叶烘烤过程模拟技术研究[D]. 汪火良.昆明理工大学 2010
[6]不同装烟方式密集烘烤过程中烟叶主要化学成分的动态变化研究[D]. 李春艳.湖南农业大学 2007
本文编号：3504267
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