垂直-倾斜半环组合式对撞流干燥的实验与理论研究

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为了更加充分的利用干燥介质的干燥能力和提高物料的干燥幅度,以及改善半环中的粘壁和物料在半环中的流动,该文介绍、创建并调试了新型"垂直-倾斜半环组合式对撞流干燥实验台",在该实验台上进行了干燥特性、流动特性等实验,并且还测试了物料在干燥器中的停留时间.干燥是物料和干燥介质之间的传热、传质的过程,在干燥过程中物料内部同时进行着由表及里的传热和由里及表的湿份的传递,这种传递是相互耦合的,但在常规干燥中,由于干燥速度并不是很高,所以这种耦合常常是被忽略掉.在如对撞流干燥等的快速、高强度干燥中,物料内的水分传递将会很快,因此必须要考虑物料内水分和热量传递之间的耦合.另外,在对撞干燥中物料在干燥器中的滞留时间非常短暂,物料内部势必存在较大的温度和湿度梯度.因此,对撞流干燥具有其特有的干燥规律.为揭示这种超急速传热传质规律,文中给出根据能量和质量守恒原理建立的对撞流干燥的传热、传质模型,并用有限差分法求得了数值解.该文根据对撞流干燥和垂直对撞腔的内部结构特点,在国内最先自行编写了三维对撞流场计算程序,并用该程序模拟了两种工况下对撞腔内的气流流场,从模拟结果中发现:由于垂直对撞腔独特的结构特点,在对撞面以上区域形成温度较高但相对湿度偏低的复杂的三维流场,这对深化物料的干燥是非常有利的;由上、下进气管吹入干燥介质的进气方案会导致腔体内压强高于大气压强,因此应改为在出口处吸气的方案;下进气流量的增加,导致对撞面上移,致使对撞面以上的区域缩小,不利于物料的深化干燥,因此应取下进气流量小于(等于)上进气流量.该文根据对撞流干燥的特点自行编写了同时考虑两相之间传热、传质和动量传递的三维气—固两相流计算程序,并用该程序模拟了小米在垂直对撞腔内的干燥过程,从而首次完整的描绘了物料在垂直对撞腔内的对撞流干燥全貌.
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