離心流化床內(nèi)干燥和傳熱傳質(zhì)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、該文以多孔介質(zhì)物料為研究對象,較為系統(tǒng)地對離心流化床內(nèi)的干燥和氣固傳熱特性進行了理論和實驗研究.首先,對基本控制方程中的各項進行了分析,提出了相應(yīng)的物理模型和本構(gòu)方程,獲得了描述干燥過程質(zhì)量和能量傳遞的閉合方程組.并通過對飽和度、溫度和壓力三參數(shù)方程組的數(shù)值求解,揭示了在離心流化床干燥過程中顆粒物料內(nèi)部濕份、溫度和壓力的變化規(guī)律.并且獲得了在不同操作條件下,如氣體表觀流速、入口氣體的相對濕度、入口氣體的溫度以及床體轉(zhuǎn)速變化時,對顆粒物料

2、干燥過程的影響.并對顆粒粒徑、初始飽和度和導(dǎo)熱系數(shù)等物性變化,以及面積因子f<,A>等各主要因素的影響進行了分析和討論.該文基于對流傳熱的新理論——場協(xié)同理論,首次對離心流化床內(nèi)的對流傳熱被大幅強化的機理進行了理論和實驗研究.根據(jù)離心流化床中濃相區(qū)顆粒物料混合充分并多為淺床層這一事實的基礎(chǔ)上,該文從能量守恒方程出發(fā),得到了在離心流化床中對流準(zhǔn)則方程式為Nu=CRePr.這表明在離心流化床中,在一定床體轉(zhuǎn)速和流速范圍內(nèi),在氣流速度方向和熱

3、流方向(即溫度梯度方向)一致時,床內(nèi)的對流傳熱的強度最大.該文通過對原有實驗臺的改進,進一步裝配和完善了實驗裝置和測量系統(tǒng),并對離心流化床中的對流傳熱和干燥特性兩方面進行了系統(tǒng)地實驗研究.在實驗中分別采用了黃砂、玻璃珠等第一類物料和土豆塊、蘿卜以及稻米顆粒等第二類物料.通過對離心流化床中地對流傳熱特性地實驗研究,結(jié)果表明,在不同的操作條件下,物料的傳熱特性受到床層厚度、顆粒粒徑、床體轉(zhuǎn)速以及氣體表觀流速的影響很大.理論計算結(jié)果與實驗測量

4、的Nu-Pe曲線在一定的床體轉(zhuǎn)速和氣體表觀流速條件下吻合的很好.在實驗測定時,應(yīng)注意床體轉(zhuǎn)速和進風(fēng)量的相互配合,使流化床層內(nèi)的物料顆粒物料充分混合.實驗和理論研究都表明,離心流化床內(nèi)對流傳熱強化是由于在床內(nèi)的流場速度矢量方向和物料層溫度場梯度方向保持協(xié)同的原因.在兩者配合最佳的條件下,Nu數(shù)與Pe數(shù)為線性正比關(guān)系.最后,該文對土豆、蘿卜和稻米的干燥特性和毛細擠壓流動特性進行了分析.實驗表明,離心力場的作用大大強化了濕份在多孔物料中的遷移