基于實體模型的玉米顆粒熱風干燥模擬研究.pdf

1、干燥是人類社會生活、生產(chǎn)中一項重要的應用技術。以數(shù)學模擬方法針對被干燥物料內(nèi)部的干燥過程進行研究，能夠?qū)ιa(chǎn)、實驗中難以直接觀測的現(xiàn)象進行深入的剖析。這種方法能夠節(jié)省研究成本和時間，為干燥技術發(fā)展提供理論依據(jù)和借鑒。目前基于三維實體模型針對被干燥物料進行干燥過程模擬的研究方法已成為國際干燥領域的研究熱點。本文選用玉米顆粒為研究對象，基于三維實體模型，對其熱風干燥過程進行模擬研究。
　　本文首次采用高精度醫(yī)用CT機掃描玉米顆粒，基于

2、影像處理技術獲得了研究對象的三維模型。借助Mimics、ANSYS軟件，依次完成單體影像提取、表面重構、實體化處理等作業(yè)，建立了具有實體特征的玉米顆粒三維模型。使用該方法建模獲得圖像方便快捷，實體建模方法操作簡單。
　　本文建立了三維傳熱傳質(zhì)數(shù)學模型，采用傅里葉傳熱方程和菲克第二擴散定律作為控制方程，其導熱系數(shù)，擴散系數(shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和表面?zhèn)髻|(zhì)系數(shù)均定義為考慮熱質(zhì)耦合的多變量函數(shù);模擬計算使用COMSOL Multiphysics

3、軟件完成，獲得了玉米顆粒內(nèi)部溫度場，濕度場的變化規(guī)律。通過將三維模型的模擬結果分別與實驗結果和二維模型的模擬結果相對比，驗證了三維實體干燥模型具有優(yōu)越性與實用性。
　　本文利用彈性力學，材料力學及粘彈性力學知識，建立了玉米顆粒內(nèi)部三維應力數(shù)學模型。在傳熱傳質(zhì)模擬研究的基礎上，使用COMSOL Multiphysics軟件完成了熱應力，濕應力及總應力的模擬計算，對于干燥過程中玉米顆粒內(nèi)部極限應力值，應力分布以及產(chǎn)生原因進行了分析。<