菊花微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥特性研究及其流場分布的數(shù)值模擬.pdf

1、菊花作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，其干燥工藝的選擇，很大程度上影響著干燥后菊花的品質(zhì)。單一的干燥方式由于其自身的局限性，已不能完全滿足人們對菊花干燥的要求，而聯(lián)合干燥因?yàn)榫薮蟮母稍飪?yōu)勢，越來越受到人們的青睞。在實(shí)際生產(chǎn)中，鑒于菊花的水分含量較高，聯(lián)合干燥多采用機(jī)械干燥的方式對菊花加以干燥，這種方式更需要相應(yīng)的理論來指導(dǎo)。只有充分了解菊花的干燥特性，掌握干燥過程中的熱質(zhì)傳遞機(jī)理，才能更好的指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)。本文以杭白菊為研究對象，在對干燥特性研究的

2、基礎(chǔ)上，嘗試運(yùn)用FLUENT軟件對菊花干燥過程中的流場分布情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，以期提升菊花的干燥效果。主要內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　(1)在對幾種菊花殺青工藝實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用與杭白菊香氣品質(zhì)密切相關(guān)指標(biāo)，構(gòu)建了評價杭自菊品質(zhì)的指標(biāo)體系;根據(jù)因子的權(quán)重計算出微波殺青綜合得分為8.55分，遠(yuǎn)高于其他殺青方式，而經(jīng)過殺青處理的菊花綜合得分情況又明顯優(yōu)于未殺青處理的，從而得到杭白菊的微波殺青能有效提高杭白菊的香氣品質(zhì)。
　　(2)

3、確定了微波殺青的處理方式后，針對菊花采用了微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用Design-Expert8.05軟件對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了曲面設(shè)計;實(shí)驗(yàn)以菊花的色差值、耗電量、氨基酸含量、電子鼻響應(yīng)值為目標(biāo)函數(shù)，建立了菊花干燥的數(shù)學(xué)回歸模型，得到了各個因素交互作用對目標(biāo)函數(shù)的影響情況，完成了對菊花干燥特性的研究。在綜合考慮菊花干燥品質(zhì)和干燥能耗的基礎(chǔ)上，得出了該實(shí)驗(yàn)條件下菊花的最佳干燥工藝為:微波功率400w，層厚3cm，殺青時間3min，熱風(fēng)溫度55℃

4、。
　　(3)通過實(shí)驗(yàn)對菊花的基本物性參數(shù)進(jìn)行了測定，測得菊花的實(shí)際密度和堆積密度分別為465.6Kg/m3和211.8Kg/m3;應(yīng)用計算測定法測得菊花的孔隙率為54.51％，菊花平均直徑為0.031m;從質(zhì)量、動量、能量守恒定律出發(fā)，結(jié)合多相流理論，建立了熱風(fēng)干燥的控制方程和數(shù)學(xué)模型，為流場的模擬計算奠定了基礎(chǔ)。
　　(4)針對干燥設(shè)備，建立了干燥機(jī)的物理模型;通過前處理GAMBIT、求解器FLUENT等軟件，對模型進(jìn)行

5、了網(wǎng)格劃分、參數(shù)確定和求解計算，得到了菊花干燥過程中速度場、壓強(qiáng)場、溫度場在干燥機(jī)內(nèi)部的分布情況，實(shí)現(xiàn)了對菊花干燥過程中流場分布的數(shù)值模擬。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同干燥層，氣流分布存在明顯差別，當(dāng)干燥時間進(jìn)行至3h時，溫度場的均勻度呈現(xiàn)出Z=0.11m平面＞Z=0.7m平面＞Z=1.38m平面。
　　(5)為確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，著重將溫度場的模擬結(jié)果和實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，發(fā)現(xiàn)相對誤差均在8％以內(nèi)，充分證實(shí)了模擬結(jié)果的可靠性，分析的