發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 15:56

　　 干燥是農(nóng)產(chǎn)品深加工的重要環(huán)節(jié),隨著干燥技術(shù)、干燥方法的不斷發(fā)展,干燥設(shè)備的種類也不斷增多。其中,組合干燥設(shè)備結(jié)合了各種單一干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了各種干燥技術(shù)的優(yōu)勢互補(bǔ),具有良好的發(fā)展前景。本文在實(shí)驗(yàn)室中太陽能組合干燥設(shè)備的基礎(chǔ)上,對果蔬進(jìn)行干燥工藝的試驗(yàn)研究,為試驗(yàn)型組合干燥設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)及技術(shù)依據(jù)。通過對試驗(yàn)型組合干燥設(shè)備設(shè)計(jì),使其達(dá)到能耗低、干燥效率及產(chǎn)品品質(zhì)高的要求。本文從果蔬組合干燥工藝的研究入手,以果蔬為試驗(yàn)材料進(jìn)行熱風(fēng)真空組合干燥試驗(yàn)研究,利用直觀分析法和Excel及SPSS數(shù)據(jù)處理軟件對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析、方差分析及Duncan多重性分析,得到試驗(yàn)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的顯著性及果蔬組合干燥工藝較為理想的方案組合。通過干燥試驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn):(1)果蔬干燥試驗(yàn)在夏季進(jìn)行,在試驗(yàn)過程中太陽能熱水系統(tǒng)提供的水溫較低,輔助加熱時(shí)間較長,干燥過程中能耗高;(2)組合干燥箱在熱風(fēng)干燥階段干燥不均勻即上下托盤中的物料脫水程度不一且相差很大,產(chǎn)品品質(zhì)很差。果蔬干燥工藝的試驗(yàn)研究為干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。針對上述第一個(gè)問題,本文對現(xiàn)有組合干燥設(shè)備的太陽能熱水系統(tǒng)進(jìn)行了分析并提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,通過對幾種典型集熱器計(jì)算、分析、比較,實(shí)驗(yàn)室組合干燥設(shè)備的太陽能集熱系統(tǒng)采用2組規(guī)格為Φ58×1800mm×35的全玻璃管真空管式集熱器及容積為500L的圓柱形儲(chǔ)熱水箱使得太陽能熱水溫度從目前60℃提高到80℃。針對第二個(gè)熱風(fēng)干燥不均勻問題,本文通過改變熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)方式對試驗(yàn)型傳統(tǒng)干燥箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),提出了兩種新型干燥箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。為了驗(yàn)證、分析、比較出更佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,應(yīng)用Solidworks三維建模軟件、Gambit網(wǎng)格劃分軟件、FLUENT流場分析軟件及Tecplot后處理軟件對試驗(yàn)型傳統(tǒng)干燥箱及兩種新型干燥箱即靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱和側(cè)懸掛式干燥箱進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。通過對三種干燥箱內(nèi)熱風(fēng)速度場分布及溫度場分布的模擬結(jié)果進(jìn)行分析比較,得出側(cè)懸掛式干燥箱結(jié)構(gòu)為更佳設(shè)計(jì)方案的結(jié)論。為了進(jìn)一步分析側(cè)懸掛式干燥箱的側(cè)充氣室傾角對干燥箱內(nèi)流場分布的影響,改變側(cè)充氣室的寬度h,對干燥箱進(jìn)行數(shù)值模擬分析,進(jìn)一步驗(yàn)證干燥箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性及確定結(jié)構(gòu)尺寸,完成新型組合干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。新型組合干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)解決了試驗(yàn)型傳統(tǒng)干燥設(shè)備干燥不均勻、能耗高的問題,提高了干燥速率及產(chǎn)品的品質(zhì),縮短了干燥時(shí)間。新型試驗(yàn)型組合干燥設(shè)備設(shè)計(jì)為干燥工業(yè)中大型組合干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。本課題的研究為果蔬干制加工工藝、組合干燥設(shè)備設(shè)計(jì)以及將太陽能應(yīng)用于干燥設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展提供了理論依據(jù),為研究大型太陽能組合干燥設(shè)備設(shè)計(jì)及其在干燥工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供了重要的參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK515
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外果蔬干燥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 太陽能干燥技術(shù)
        1.2.2 國內(nèi)熱風(fēng)真空組合干燥技術(shù)
        1.2.3 國外熱風(fēng)真空組合干燥技術(shù)
    1.3 課題研究的目的和意義
    1.4 課題研究方案
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究內(nèi)容
2 果蔬組合干燥及數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
    2.1 果蔬干燥理論基礎(chǔ)
        2.1.1 果蔬干制的基本原理
        2.1.2 干燥基本參數(shù)
    2.2 CFD數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 CFD在食品干燥設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        2.2.2 CFD的基本理論及應(yīng)用步驟
    2.3 本章小結(jié)
3 果蔬組合干燥試驗(yàn)及分析
    3.1 試驗(yàn)材料
    3.2 試驗(yàn)設(shè)備及測量儀器
        3.2.1 試驗(yàn)裝置
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)工具及測量儀器
    3.3 試驗(yàn)方法
        3.3.1 果蔬組合干燥試驗(yàn)流程
        3.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.3 評價(jià)指標(biāo)
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 黃瓜的組合干燥試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.2 獼猴桃的組合干燥試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 蘋果片的組合干燥試驗(yàn)結(jié)果
    3.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.5.1 黃瓜的干燥試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.5.2 獼猴桃的干燥試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.5.3 蘋果片的干燥試驗(yàn)結(jié)果分析
    3.6 結(jié)論
    3.7 本章小結(jié)
4 太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 太陽輻射量資料的收集及月平均冷水溫度的計(jì)算
    4.2 集熱器的相關(guān)計(jì)算公式
        4.2.1 集熱器面積的計(jì)算公式
        4.2.2 節(jié)能效益分析計(jì)算依據(jù)
    4.3 集熱器的分析計(jì)算
        4.3.1 平板型集熱器
        4.3.2 全玻璃管真空管式集熱器
        4.3.3 熱管真空管式太陽能集熱器
        4.3.4 三種集熱器分析結(jié)果比較
    4.4 結(jié)論
    4.5 本章小結(jié)
5 干燥箱數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 果蔬干燥箱的結(jié)構(gòu)形式
        5.1.1 傳統(tǒng)底側(cè)進(jìn)風(fēng)式干燥箱結(jié)構(gòu)
        5.1.2 靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱結(jié)構(gòu)
        5.1.3 側(cè)懸掛式干燥箱結(jié)構(gòu)
    5.2 數(shù)學(xué)模型及邊界條件
        5.2.1 不可壓縮流體的數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 多孔介質(zhì)傳熱流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
        5.2.3 邊界條件
    5.3 傳統(tǒng)干燥箱數(shù)值模擬分析
        5.3.1 建模及網(wǎng)格劃分
        5.3.2 FLUENT數(shù)值模擬結(jié)果及分析
    5.4 靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱與側(cè)懸掛式干燥箱數(shù)值模擬及分析比較
        5.4.1 兩種新型干燥箱的建模及網(wǎng)格劃分
        5.4.2 兩種新型干燥箱的模擬結(jié)果及分析比較
        5.4.3 總結(jié)
    5.5 側(cè)懸掛式干燥箱風(fēng)室傾斜角度對流場分布的影響
        5.5.1 不同傾角的側(cè)充氣室對干燥箱內(nèi)風(fēng)速場的影響
        5.5.2 不同傾角的側(cè)充氣室對干燥箱內(nèi)溫度場的影響
        5.5.3 總結(jié)
    5.6 新型干燥箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)及展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位之間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2890194