颗粒饲料热特性参数的研究

【摘要】：在农业物料加工、贮藏过程的研究中，经常要了解物料的热量的传递过程，此时热特性参数是必不可少的。农业物料热特性参数不仅是衡量物料能否适应具体热过程工作需要的数量依据，而且是对特定热过程进行分析计算、工程设计、确定机器最佳工作参数及相关加工设备制造的重要参数。颗粒饲料的热特性参数因不同组成成分及所处的工作状态不同，其值差别较大，至今尚无人专门研究。因此，本课题较为系统的测定了颗粒饲料的四种主要的热特性参数，为饲料领域的相关研究提供技术支持和参考依据，填补了饲料应用基础研究的一项空白。 本课题以颗粒饲料的比热、导热系数、导温系数和冷却干燥中的对流换热系数作为研究对象，借鉴前人在农业物料上的研究成果，确立适合颗粒饲料的测试方法，设计并建立相应的测试平台，试验测定，分析结果，得出规律。 颗粒试验样品来自湖北省某饲料公司，该公司产品均执行国家标准或行业标准生产，具有一定的代表性。比热C采用量热器混合法来测定，用图解法修正量热器热泄漏，能获得较高的准确度。导热系数λ的测定采用红外线纵向热流法，热源稳定、效率高；温度采用毫伏表加热偶温度传感器测量，精度高，误差小，并对成堆物料和单个颗粒均作了研究；基于C和λ的测量结果，导温系数α采用公式法计算而得；对流换热系数h_y为体积对流换热系数，其测定是模拟颗粒饲料的冷却干燥过程，依照冷却器的工作原理，构建颗粒薄层干燥试验台，并在Boyce干燥理论的指导下，重点测试了冷却风速对对流换热系数的影响。 试验结果表明，比热C、导热系数λ及导温系数α均是颗粒温度T和含水率M的线性函数，C、λ随T和M的增加而增加，α随T和M的增加而减小，且温度和含水率对其均有较大影响；同时得出自然堆积状态下颗粒的λ及α变化规律，方便实际应用。在一定的假设条件下，对流换热系数h_y是风速v或风量G的函数，它与V或G呈对数递增关系，且递增幅度较为明显。