紅外輻射與對流聯(lián)合干燥的理論分析及試驗研究.pdf

1、紅外輻射干燥是一種高效、節(jié)能、低污染的新型干燥技術(shù).紅外輻射是輻射物體以電磁波的方式傳播內(nèi)能的過程,當(dāng)紅外線照射到某一物體時,如果入射的紅外線頻率和物體分子固有頻率相一致,則物質(zhì)分子就會表現(xiàn)出對紅外線的強烈吸收,吸收的那一部分能量就轉(zhuǎn)化為分子的熱運動,使物體溫度升高,達到加熱干燥的目的.為了揭示紅外輻射與對流聯(lián)合干燥機理,找出紅外輻射與對流聯(lián)合干燥的影響因素,該文較為系統(tǒng)地進行了紅外輻射與對流聯(lián)合干燥的機理與試驗研究.論文的主要研究內(nèi)容

2、如下:1.在對輻射、對流以及物料特征全面分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計制作了紅外輻射與對流聯(lián)合干燥試驗裝置.試驗裝置是直熱式、以電加熱為熱源,以SiC為輻射材料的板式輻射器.輻射與對流的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào).提出了試驗裝置的設(shè)計依據(jù)和選型原則.2.對紅外輻射理論進行了分析,從電磁波動和粒子說理論出發(fā),分析了紅外輻射換熱的機理,詳盡地歸納、綜述了紅外輻射的研究理論.3.通過對水稻等農(nóng)產(chǎn)物料進行了光譜特性分析和試驗研究,提出紅外輻射除了熱特性之外,還有選擇性加

3、熱特性的重要結(jié)論.對水稻等農(nóng)產(chǎn)物料,紅外光譜熱效應(yīng)區(qū)域一般在2.5μm~25μm,對低于2.5μm的輻射,吸收率較低.在2.5μm~3.5μm波段,光譜吸收率逐漸增大.對不同的波譜范圍,吸收的能量也不一樣.這一重要發(fā)現(xiàn)使得紅外輻射代替微波、高頻等電磁輻射成為可能.4.通過對水稻和面包團的穿透性試驗研究,證明了紅外輻射對農(nóng)產(chǎn)物科的穿透性非常小,輻射加熱主要是作用在物料表面的.試驗證明了紅外輻射對水稻等物料的穿透性能依賴于峰值波長和輻射頻譜

4、范圍的關(guān)系不明顯.同時,得出了不同初始含水率對輻射穿透性的影響,因不同物料而不同的結(jié)論.5.進行了紅外輻射與對流聯(lián)合干燥水稻的傳熱傳質(zhì)的研究與分析,證明了輻射強度對對流參數(shù)的影響并不是對流系數(shù)與輻射系數(shù)簡單的迭加,提出了輻射強化系數(shù)的概念.在水稻的輻射對流干燥試驗中,還測得了水稻的輻射強化換熱系數(shù)、輻射強化質(zhì)量擴散系數(shù)計算出輻射強化對流傳質(zhì)系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、平衡含水率等物性參數(shù).并建立對流換熱系數(shù)和擴散系數(shù)受輻射強度影響的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式.采用

5、有限差分法和熱平衡原理,求解了水稻的水分擴散模型和溫度變化模型.并用計算值模擬了水稻的脫水過程和溫度變化過程.模擬曲線與試驗曲線吻合良好.6.該文在所研制的紅外輻射和對流干燥試驗臺上,對水稻進行干燥試驗研究.分析了輻射強度、對流介質(zhì)溫度、物料的初始含水率、對流速度、輻照距離、物料的裝載厚度等參數(shù)對干燥性能的影響;證明了輻射強度、初始水分、輻照距離、物料的裝載厚度對水稻的干燥性能有顯著的影響,對流速度對水稻的脫水抑制表面溫度過高有一定作用