細(xì)胞蛋白飼料氣流干燥過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、以馬鈴薯為原料生產(chǎn)淀粉，是常用的馬鈴薯深加工手段。在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的薯渣和工業(yè)廢水，如果不利用合適的手段進(jìn)行處理，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)也是一種資源的浪費(fèi)。
　　用馬鈴薯薯渣生產(chǎn)細(xì)胞蛋白飼料，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的薯渣處理和資源化利用方式。在此工藝中，細(xì)胞蛋白飼料的脫水是重要的工藝過程。論文在對(duì)細(xì)胞蛋白飼料物性和干燥特性研究的基礎(chǔ)上，對(duì)細(xì)胞蛋白飼料的氣流干燥過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。論文取得了以下成果：
　　

2、分析了氣流干燥過程氣相和顆粒相的流動(dòng)特性和傳熱特性，固體顆粒在干燥管中分為加速運(yùn)動(dòng)和等速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段，其中，加速運(yùn)動(dòng)階段的干燥效果最佳。揭示模型建立的一般方法，闡述三種氣-固兩相流理論，其中最為常用的為歐拉-歐拉雙流體模型。為了完整描述干燥過程，通過用戶自定義函數(shù)編寫相應(yīng)的傳質(zhì)模型，定義干燥過程的兩個(gè)階段，建立氣流干燥過程的數(shù)學(xué)模型。
　　在等徑干燥管中對(duì)細(xì)胞蛋白濕顆粒和熱空氣的兩相流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。在設(shè)定工況下，得到了氣相和固相

3、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)以及濕度場(chǎng)分布情況。通過分析認(rèn)為固相顆粒進(jìn)入干燥管后，受到氣流曳力作用下作加速運(yùn)動(dòng)直至等速為止。在加速階段，顆粒與氣流存在較大的相對(duì)速度和溫差，氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力最大，氣流和顆粒間傳遞的熱量可達(dá)整個(gè)干燥過程的一半以上。顆粒加速階段干燥效果最好，隨著氣固兩相相對(duì)速度和溫差的減小，干燥速率也逐漸降低。
　　對(duì)脈沖管內(nèi)細(xì)胞蛋白顆粒的干燥過程進(jìn)行數(shù)值模擬，同樣得到了氣固兩相的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)以及濕度場(chǎng)。

4、與等徑管相比，顆粒在完成加速后，管徑變大，氣相速度減小，顆粒速度逐漸減少；當(dāng)顆粒完成降速過程，管徑變小，氣相速度增加，顆粒繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，氣固兩相間連續(xù)存在相對(duì)速度，加強(qiáng)了傳熱的驅(qū)動(dòng)力，并且增加了停留時(shí)間，強(qiáng)化了干燥效果，相同參數(shù)下物料顆粒最終干燥效果要優(yōu)于等徑管。簡(jiǎn)要分析了各操作因素對(duì)干燥效果的影響，氣溫升高，提高氣速，減小粒徑均能提高干燥效果。顆粒初始含水量越高，干燥效果越差，耗能越高，因此干燥前因盡可能降低顆粒含水量。模擬計(jì)算了三