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上海一恒紫花苜蓿太阳能干燥箱的设计及模拟

[导读]干燥箱是农产品干燥最常用的设备,但缺点之一是最终产品的含水率不均匀。为了解决这个问题,设计了一种带独立空间的干燥箱,并利用CFD软件建立了合理的数学模型,对干燥箱内部气流进行模拟分析。

紫花苜蓿被誉为“牧草之王”是世界上栽培历史最悠久、面积最大的多年生豆科饲草, 它既可肥田, 促进农作物增产, 又能养畜, 营养价值甚至比一些谷物精饲料还高。苜蓿在农牧业生产中起着重要作用, 它是家畜的主要优良饲草, 无论是青、干草还是青贮, 都具有品质优良、适口性好的特点[1]。苜蓿干燥是加工过程中最重要的因素, 其对苜蓿后处理有着重要的影响[2]。我国太阳能资源丰富, 太阳能干燥是农产品干燥的理想加工方式, 通过太阳能加热的热风对各种形态的农产品如果蔬、中药材等进行干燥。太阳能干燥农产品, 温度在65℃以下, 能更好地保留营养价值, 可以避免露天摊晒中出现灰尘、蝇虫等污染和腐烂变质现象, 可以节约燃煤等传统干燥方式的能源消耗, 降低成本, 减少污染排放[3]。Vijayan S等[4]开发了一种多孔显热存储介质集成的间接强制对流式太阳能干燥器, 研究了多孔蓄热和质量流率对苦瓜干燥系统性能的影响。雒锋[5]等在普通恒温鼓风干燥箱上增加主轴、电动机、减速机及变频器等部件进行改造, 为干燥箱的应用提供了新的思路。Darabi H[6]等设计了一种全新带独立入口托盘的干燥箱, 并通过CFD软件进行模拟研究。付玉[7]设计出变截面—静压式平行送风型干燥箱, 并对干燥箱各个方向上的流场分布情况进行了模拟研究。综上所述, 目前国内外对干燥箱的研究不多且不深入, 干燥箱虽然能基本满足干燥要求, 但在实际过程中还存在着干燥速度慢及不均匀等问题, 而设计合理的干燥箱结构使其提供均匀稳定的热气流是解决这些问题的关键。本研究对立式双向通风太阳能干燥箱进行改进研究, 对干燥箱内部流场分布进行分析, 提出改进方案, 并通过仿真验证了设计的合理性, 使干燥箱内部更加均匀地流过要进行干燥的物料, 提高干燥效率和干燥产品的品质, 降低能耗。

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