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膨化饲料热特性参数研究及热风干燥数值模拟

刘情超  
【摘要】:随着饲料工业这个行业的发展,越来越多的饲料生产厂家对干燥技术和设备提出了更高的要求。为了适应生产厂家的要求,干燥设备的设计和研发也偏向于大型化、系列化、低能耗。多层立式干燥器一种新型干燥器,它的特点是:一是干燥室内无机械运动部件,日常维护少。二是可连续运行,效率高、产量大(产能≥10t/h)。三是干燥器体积巨大,造价高昂。饲料生产中干燥过程是个很重要的环节,多层立式干燥器向干燥室内送风方式是底部送风和两侧送风。对送风方式以及热风在干燥室内的流动状态进行研究,可以为立式干燥器的优化和改进提供参考依据。 本文先对膨化饲料的热特性进行了研究,然后利用计算流体力学(CFD)对多层立式干燥器中的热风流动情况进行数值模拟,具体研究如下: 1)试验材料选用某饲料生产厂的3种膨化饲料(002、556、561),用KD2 PRO热特性分析仪测量膨化饲料在3种初始温度T℃(25℃、35℃、45℃)和8种含水率水平M下的导热系数λ。得出了导热系数关于含水率、温度的二元回归方程是: 2)用质量体积法测量2种膨化饲料(556、561)的孔隙率,2种饲料颗粒外形是比较规则的圆柱体。通过研究的孔隙率可以看出,膨化饲料颗粒的大小对其孔隙率的影响不是很大。膨化饲料堆积体常被看成一个整体,实际上颗粒之间存在很多的空隙,而且颗粒表面也存在气孔,还有颗粒之间也有相互的挤压作用,使得堆积体的表面张力会偏大,这些孔隙也不容易被检测出来,所以得到的孔隙率测量值会偏小。孔隙率在本文是干燥室建模的关键参数之一 3)建立了立式干燥器干燥室内的模型,重点研究了干燥过程中底部送风方式和两侧送风方式,得出了干燥室内的风压矢量图、风压分布图、风速矢量图、风速分布图。通过对模型数值的分析和研究,发现采用底部送风方式干燥室模型最佳的干燥区域是:X=0-400mm, Y=0-750mm和X=1500-2400mm, Y=1300-2400mm。采用两侧送风方式干燥室模型最佳干燥区域是:X=0-100mm, Y=0-500mm,和X=1800-2400mm, Y=1300-2400mm。


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