超声波—热泵联合干燥热力学分析及青豆种子干燥特性研究

发布时间：2018-04-10 20:53

  本文选题：超声波-热泵联合干燥 + 同步控制　； 参考：《天津大学》2016年博士论文

【摘要】：针对种子干燥过程时间长、品质低及能源消耗高的问题,对超声波-热泵联合干燥方式进行研究,为干燥工艺优化提供新途径。本研究的基本结构和主要创新点如下:(1)分析闭式热泵干燥系统的特点,提出了干燥温度和蒸发器过热度同步控制策略。干燥温度的稳定性有助于保证干燥品质,而过热度的精确控制和稳定性对于提高能量利用率至关重要。本研究提出一种双规则表的并联式模糊控制策略用于实现干燥温度的精确控制,在此基础上利用PID控制器调节系统过热度。试验结果表明采用并联式模糊控制器后,室内外冷凝器出口处制冷剂温度波动变小,而当设定干燥温度为30、35和38℃时,下限超调率分别是0.4、0.48和0.64。另外,对干燥升温过程及温度突变过程的过热度变化特性进行研究,结果表明新的控制器能有效降低干燥温度和过热度的非线性。(2)针对闭式热泵干燥系统升降温环节分别进行(火用)效率分析。计算表明:无论是升温环节还是降温环节,干燥箱和压缩机是(火用)损失最严重的两个部件。随后利用先进(火用)分析法对各部件(火用)损失做进一步分解,计算系统(火用)效率提升潜力,为系统改进提供方向。(3)通过静态称重法测量青豆种子三种不同组织(种皮、子叶和胚轴)的吸附特性,确定其类型,分析平衡含水率及滞后现象,利用非线性回归确定其最佳模型及单分子层含水率,计算各组织等量吸附热的变化范围。该研究可为种子干燥过程的进一步优化提供基础数据。(4)设计采用变间歇比的热泵间歇干燥并研究其特点,提出一种综合干燥速率及单位能耗除湿率的评价参数(CEP);结果表明对于含水率为23-28%的青豆种子,采用间歇比为5/6的间歇干燥方式总能给出最优CEP,而采用变间歇比的间歇干燥也表现出优于其他干燥方式的特性。(5)以闭式热泵干燥系统为基础增加超声波装置建立超声波-热泵联合干燥系统,并在不同温度(33和38℃)、不同超声波频率(20、28和33kHz)以及不同超声波功率(60、80和100W)条件下对青豆种子进行超声波-热泵联合干燥试验研究,分析不同参数的影响规律,并对干燥后青豆种子内部酶促保卫系统的变化情况进行分析。
[Abstract]:The basic structure and main innovation of this study are as follows: 1) the characteristics of the closed heat pump drying system are analyzed, and the synchronous control strategy of drying temperature and superheat degree of evaporator is proposed.The stability of drying temperature is helpful to ensure the drying quality, and the precise control and stability of superheat is very important to improve the energy utilization ratio.In this paper, a parallel fuzzy control strategy based on double rule table is proposed to control the drying temperature accurately. On this basis, the PID controller is used to adjust the superheat of the system.The experimental results show that the temperature fluctuation of refrigerant at the outlet of the condenser decreases after adopting parallel fuzzy controller. When the drying temperature is set at 30 ~ 35 鈩，

本文编号：1732870