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1、胡蘿卜切片熱風干燥對流傳質(zhì)系數(shù)的估算張雪飛,劉顯茜(昆明理工大學(xué)機電工程學(xué)院,云南昆明650500)EstimationoftheMassTransferCoefficientDuringHot——air——dryingofCarrotSectionZHANGXliefei。LIUXianxi(FacultyofMechanicalandElectricalEngineering,KunrningUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,China)摘要:將逆數(shù)值方法應(yīng)用于物性測試,通過建Keywords:carr
2、ot;masstransfercoefficient;立胡蘿卜的內(nèi)部水分擴散模型,把反映物料干燥過hot—air—drying;Ficktheorem程動態(tài)特性的實驗含水率曲線與物料顆粒內(nèi)部的水分擴散相結(jié)合,確定胡蘿卜在脫水過程中的對流0引言傳質(zhì)系數(shù)。同時研究了厚度、半徑、干燥溫度和相對濕度對胡蘿卜切片對流傳質(zhì)系數(shù)的影響。結(jié)果在一些文獻中,常根據(jù)菲克定律,建立熱風干表明,對流傳質(zhì)系數(shù)不是一個常數(shù)。對流傳質(zhì)系數(shù)燥數(shù)學(xué)模型估算水分擴散系數(shù)口。。],但對熱風干燥隨厚度和干燥溫度的增大而增大;隨相對濕度的減對流傳質(zhì)系數(shù)的估算研究較少。熱風干燥對流傳小而減小;半徑的增大對其無
3、明顯影響。質(zhì)系數(shù)是計算、模擬生物多孔材料在干燥和加工過關(guān)鍵詞:胡蘿卜;對流傳質(zhì)系數(shù);熱風干燥;菲程中的一個重要傳質(zhì)特性參數(shù),準確估算對流傳質(zhì)克定律系數(shù)對于新設(shè)備開發(fā)設(shè)計、已有設(shè)備性能改進,干中圖分類號:TS205燥工藝參數(shù)優(yōu)化以及加工產(chǎn)品質(zhì)量提高起著關(guān)鍵文獻標識碼:A作用。對流傳質(zhì)系數(shù)的試驗測定方法有很多,常用文章編號:1001—2257(2015)11—0017—04的是干燥實驗法。實驗研究對流傳質(zhì)系數(shù)一般比Abstract:Thispaperhasappliedinversenu—較昂貴,且要求一些特殊設(shè)備]。數(shù)值方法可以彌mericalmethodtothee
4、stimationofphysicalprop—補試驗方法的操作不方便,實驗設(shè)備短缺,以及實erty.Bybuildinganinternalmoisturediffusion驗設(shè)備不能分析問題等缺點。在此,采用數(shù)值方法modelandselectingconnectiveboundarycondi-模擬實驗條件下的物料脫水過程,估算胡蘿卜的對tions,themoisturediffusioninsidethematerial流傳質(zhì)系數(shù),并研究胡蘿卜的厚度、半徑、干燥溫度hasbeenorganicallycombinedwiththedryingex—和相對濕度
5、對傳質(zhì)系數(shù)的影響。perimentalcurvestodeterminethemasstransfer1理論分析coefficient.Atthesametime,theimpactofthick—DeNS,radius,dryingtemperatureandrelativehu—1.1理論模型的建立midityonthemasstransfercoefficientofcarrot熱風干燥是一個涉及傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過程,熱sectionisstudied.Theresultsshowthemass空氣干燥過程中,水分從物料內(nèi)部向表面擴散遷移,然后由物料表面通過對流
6、擴散至熱空氣中;同transferisnotaconstant.Themasstransfercoef—ficienthadanincreasedtrendfollowedbythickness時熱能通過對流傳熱由熱空氣傳至物料表面,再由物料表面?zhèn)鲗?dǎo)至物料內(nèi)部。由于物料的熱傳導(dǎo)速andtemperature,anddecreasedwiththedecrease率遠遠大于水分擴散速率,故將熱空氣對流干燥假ofrelativehumidity;andthereisnoobviouseffect定為恒溫對流干燥,即物料溫度恒為熱空氣溫度,fromtheincreases
7、oftheradiUS.不考慮熱空氣與物料之間的對流傳熱及物料內(nèi)部收稿日期:2015—08—21的熱傳導(dǎo)。根據(jù)菲克擴散定律和邊界條件,建立胡基金項目:云南省自然科學(xué)基金(2011FZ064);國家自然科學(xué)基金資助項目(51566006)蘿卜的內(nèi)部擴散模型和外部與熱空氣的對流擴散《機械與電子>2015(11)·17·切關(guān)系,則傳質(zhì)方程為:At一2D?㈣△一,(1)kk-1a£?磐aDffmk~nl一———一:(m一)(9)t一0,0≤2≤h,一o(2)2—0,t>0,J—h(~m)(3)以經(jīng)驗公式(六次多項式)表示:m—P1t+P2t+P3t+P4t。+一0,£>