基于煎药锅内置丝网多孔介质的流动与传热特性研究

发布时间：2021-08-09 10:32

　　中药是中华民族的文化瑰宝,其独特的疗效和较少的副作用受到全球广大患者的推崇。但中药的煎煮方法非常讲究,从器具到火候,先煎后下,烊化兑服。传统的手工煎药方式都是使用药罐在开放状态下进行,使得煎药质量和能源合理利用成为困扰工业中药煎煮工艺中的两大难题。随着现代科技的发展和人民日益增长生活水平需求,现阶段的煎煮工艺也愈加完善,煎药锅内置金属丝网多孔介质替代传统的内置煎药包煎煮形式的设备,不但能提高药物有效成分提取,而且解决了在煎药过程搅拌不及时药物粘糊现象发生的问题。但是在煎煮工艺的过程中,此种煎药设备在能量传递的过程中换热损失较多。为了寻求更加优化的丝网多孔介质规格以提高能量利用效率,适应药房等工程需求,且满足煎煮工艺过程中苛刻煎煮方法的要求,对煎药锅内置丝网多孔介质的流动与换热特性研究特别重要。基于上述煎煮设备的背景,在丝网多孔介质内的流动特性数值研究中,创新性地提出了跨尺度多孔介质模型简化分析,构建了丝网多孔介质孔隙尺度单元模型,采用了结构化和非结构化网格相结合的混合网格划分技术。通过丝网多孔介质孔隙通道的数值分析,研究不同规格丝网多孔介质通道内的流阻特性、流型区间与流场变化特性等。根... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１煎煮工艺示意图??

量计在不可压缩流中的可以用??以下方程表示??八?ＣＡ，?｜２（Ｐ２－Ｒ）?、??Ｑ＝?，?－－■?（１－３）??式中０为体积流量，Ｃ为无因次流量系数，Ｊ为截面面积，Ｐ为压力，ｐ为??流体密度。系数Ｃ总是通过实验确定的，它随着孔口直径与管径的比值以及孔口??雷诺数的变化而变化。雷诺数定义为：??Ｒｅ＾—?（?１－４?）??Ｖ??其中ｄ是孔直径，ｗ是通过孔的速度??ｉｎｌｅｔ?°；ｉｆｉＣｅ??＾?ｉｊ?ｒｒ?ｎ?「???＾￣？?Ｚ?Ｌｕｐ－ｓｔｒｅａｍ??图１．２流体通过孔板流动示意图??近二十年来ＣＦＤ被广泛应用于孔板流量计的流阻预测中，由于其效率和准??５??

了成熟的能量平衡方程，提高了流量计的测量准确性和灵敏度。??（２）填充床??另一种解决丝网流动问题的方法是把丝网看作是圆柱形填料床。流体在填料??床中流动的基础研宄在许多领域都有应用，其中包括牛顿流体与非牛顿流体在填??料床中的流动。在化学工业中，流体流经由固定颗粒组成填充床是一种常见现象，??因此，由于颗粒的存在所引起的阻力，需要采用关联式来预测填充床之间的压降??［３４，３５］。同时，多孔介质的孔隙度、渗透率和弯曲度等参数方面一个微小偏差会显??著影响压降预测［３６］。??图１．３球体模型填充床［３７］??多孔介质颗粒孔隙流动研宄通常是将多孔介质模型呈现为一组毛细管束。这??一方法已被证实在填充床渗流和传质研宂中非常有用［３８］。在这种方法中，假设颗??粒床孔隙空间形成曲折复杂的流动通道，但流通平均面积不变，如图１．４所示［３９］。??在毛细管束模型的粘性流场理论中，最初是经典Ｋｏｚｅｎｙ－Ｃａｒｍａｎ方程，最近又提??出了一些修正关联式来改进这些模型的使用范围，各方程之间在主流方向的流动??特性存在细微的差别［４（）＿４３］。在公认的最佳模型Ｋｏｚｅｎｙ－Ｃａｒｍａｎ模型中，填充床被??以水力半径为特征的复杂截面的管束所代替１４４］。对于牛顿流体而言，流阻无量纲??摩擦系数定义为：??，ｄＡＰ?ｓ３?，，．．??ｆ＝?－＊??（?１－５?）??Ｌｐｕ２?（ｌ－ｆ）??式中，Ｚ为床层高度，ｄ为颗粒直径。??６??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3331903