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粮食热风干燥含水率在线模型解析

农业工程学报 2014年第11期30卷 10-20页

作者：李长友马兴灶麦智炜华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

为了揭示粮食在深床动态干燥过程中的含水率变化规律,指导干燥工艺设计,实现干燥过程实时跟踪与调控,提高干燥品质,降低能耗。基于薄层干燥水分扩散模型、深层干燥质量守恒原理、态函数和不可逆热力学分析方法,建立并求解了粮食深床干... 详细信息

为了揭示粮食在深床动态干燥过程中的含水率变化规律,指导干燥工艺设计,实现干燥过程实时跟踪与调控,提高干燥品质,降低能耗。基于薄层干燥水分扩散模型、深层干燥质量守恒原理、态函数和不可逆热力学分析方法,建立并求解了粮食深床干燥基础方程,获得了顺流、逆流、横流和静置层干燥方式下粮食含水率和干燥速率分布解析式,解析出了粮食在顺流层内经历持续降速干燥的过程,逆流层内存在干燥速率的极值点,在通风温度、湿度、送风量相同的干燥条件下,逆流干燥速率明显高于顺流,表明了逆流干燥能量利用效果优于顺流;粮食在横流和静置层内的干燥特性相同,进风侧和出风侧的干燥速率相差很大,在层厚度0.5 m、粮食含水率20%以上时,出风侧的干燥速率几乎为0,干燥的均匀性较差。在5HP-3.5型循环式缓苏干燥机上的试验结果显示,深层干燥解析值与实测值间的最大偏差为0.69%,极差范围为-0.27%-0.69%,从粮食干燥的惯性特征推断,产生偏差的原因主要是仪器检测误差。解析方法对实现粮食深床干燥过程动态跟踪和调控,指导干燥设计,降低干燥能耗、提高干燥效率和干燥机产能等具有重要意义。

关键词：粮食干燥水分含水率干燥工艺模型解析解析方法

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荔枝干燥热湿特性模型解析与验证

农业工程学报 2014年第15期30卷 289-298页

作者：李长友赵懿琨马兴灶华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

为了揭示干燥过程中荔枝果体内部温度和水分分布的动态特征，指导干燥工艺设计，提高干燥品质，降低干燥能耗。基于扩散模型，试验考察荔枝果体的干燥特征参数，测试结果显示：在相对湿度10%、温度35℃～50℃范围内，荔枝果体的干燥常数... 详细信息

为了揭示干燥过程中荔枝果体内部温度和水分分布的动态特征，指导干燥工艺设计，提高干燥品质，降低干燥能耗。基于扩散模型，试验考察荔枝果体的干燥特征参数，测试结果显示：在相对湿度10%、温度35℃～50℃范围内，荔枝果体的干燥常数为0.5965～0.6717 h-1，干基平衡含水率在7.55%～60.92%之间；而在相对湿度60%、温度40℃和50℃条件下，荔枝果体的干燥常数分别为0.076和0.098h-1，干基平衡含水率分别为211.35%和141.06%，表明了荔枝的干燥特征参数受干燥条件的影响很大；干燥过程中，果体内部的水蒸气分压力存在最大极值点，在极值点之后的干燥接近于等温变化过程。基于拉氏变换，联立求解了导热基础方程和干燥热平衡方程，得到了荔枝在非稳态干燥过程中果体内部温度和水蒸气分压力分布的解析式。利用初始温度10℃、干基含水率为388%的荔枝果，在干燥温度50℃，相对湿度10%的干燥条件下进行验证试验的结果表明，解析值与试验值比较一致，证实了模型解析预测荔枝非稳态干燥热湿特性的有效性。研究成果充实了荔枝干燥热质传递解析理论，对指导干燥工艺设计，实现节能干燥具有重要现实意义。

关键词：干燥温度模型荔枝热湿特性解析方法

基于分析法的粮食逆流干燥系统能效评价与试验

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农业工程学报 2017年第22期33卷 285-291页

作者：马兴灶方壮东李长友岭南师范学院机电工程学院湛江524048 华南农业大学工程学院广州510642

为客观、合理地评价粮食逆流干燥系统的能效,实现粮食高效节能干燥,该文基于?分析法,从气流状态变化考察逆流连续式干燥工艺系统的能量利用程度。结果表明:在试验条件下,干燥机内各干燥段能量利用效果较好。在高温和低温干燥段,排气和... 详细信息

为客观、合理地评价粮食逆流干燥系统的能效,实现粮食高效节能干燥,该文基于?分析法,从气流状态变化考察逆流连续式干燥工艺系统的能量利用程度。结果表明:在试验条件下,干燥机内各干燥段能量利用效果较好。在高温和低温干燥段,排气和干燥室热损失率最高分别不超过6.68%、11.09%和21.26%、9.37%,热效率和?效率不低于83.02%、68.1%和69.37%、56.22%;在冷却段,由于粮温比风温高,风对稻谷有明显的降温去水作用。而系统的平均热效率和?效率为80.24%和64.52%,表明系统能量匹配效果较好,稻谷的平均单位热耗量为2 944.6 k J/kg,与国标≤7 400 k J/kg相比,节能达到60.2%,节能效果明显。研究结果为干燥工艺设计、探索节能的途径和制定粮食干燥系统能效评价标准提供参考。

关键词：节能干燥系统分析粮食能效评价 (火用)分析法

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粮食热风干燥热能结构与解析法

农业工程学报 2014年第9期30卷 220-228页

作者：李长友马兴灶方壮东张烨华南农业大学工程学院广州510642

为了揭示粮食干燥系统客观作用效果,定量评价环境条件、粮食状态对干燥机效能的影响,分析了粮食热风干燥势场的来源与特征,建立了干燥特性函数、给出了粮食和介质状态参数解析图,分析了热量及效率,定量评价了热能结构,结果发现利用温度... 详细信息

为了揭示粮食干燥系统客观作用效果,定量评价环境条件、粮食状态对干燥机效能的影响,分析了粮食热风干燥势场的来源与特征,建立了干燥特性函数、给出了粮食和介质状态参数解析图,分析了热量及效率,定量评价了热能结构,结果发现利用温度和相对湿度变化范围分别为26～35℃和40%～55%的自然空气直接干燥初期湿基含水率38.6%的高湿稻谷,平均小时降水率达1.2%,在5HP-3.5型循环干燥机上的热风干燥试验结果显示,稻谷的干基含水率由27.06%降至16.96%的过程中,单位气耗量由最初的113.0kg/kg增加到了546.4 kg/kg,单位热耗量由最初的2548.9 kJ/kg增加到了16352.7kJ/kg,排气热损失由最初的6.2%增加到了30.6%。解析出了造成干燥效率偏低的主要原因是热能匹配性较差。指出了评价粮食干燥工艺及干燥机能量利用效果不能忽视客观干燥的作用。研究结果为指导干燥设计,形成粮食干燥系统公平的评价标准,提供了科学的解析方法。

关键词：粮食干燥热能解析法

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荔枝定向去核剥壳机设计与试验

农业机械学报 2014年第8期45卷 93-100页

作者：李长友马兴灶程红胜陈震卿艳梅华南农业大学工程学院广州510642 农业部规划设计研究院北京100125

基于荔枝的物性特征和柔性去核刀具,设计了一种自动定向、去核、剥壳和分离一体联动的荔枝定向去核剥壳机,在不同的工况条件下考证其去核剥壳后果肉的完整率和果汁损失率,结果表明:在定向对辊直径为72 mm、对辊间隙为2 mm、转速为93 r/... 详细信息

基于荔枝的物性特征和柔性去核刀具,设计了一种自动定向、去核、剥壳和分离一体联动的荔枝定向去核剥壳机,在不同的工况条件下考证其去核剥壳后果肉的完整率和果汁损失率,结果表明:在定向对辊直径为72 mm、对辊间隙为2 mm、转速为93 r/min、荔枝纵径比等效直径长为1.3 mm以上时,定向成功率超过90%;在刀管内径为10 mm、果顶余量为2 mm、刀轴转速为12 r/min时,去核成功率为80%;在进料口间距为16 mm、出料口间距为20 mm、剥壳辊倾角为0°、主轴转速为15 r/min时,剥壳成功率为100%,灯笼状果肉的完好率超过80%。

关键词：荔枝定向去核剥壳设计试验

干制“储良”龙眼吸附等温线与热力学特性研究

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食品与发酵工业 2019年第19期45卷 98-103页

作者：马兴灶连海山吕莹郑丹娜岭南师范学院机电工程学院

为考察干制“储良”龙眼含水率与水分活度、贮藏温度之间的关系,以及探讨净等量吸附热、焓变、熵变和自由能等热力学特性,采用静态称重法,测定干制“储良”龙眼在20、30、40 ℃和水分活度为0.113~0.946条件下的吸附平衡含水率,并绘制其... 详细信息

为考察干制“储良”龙眼含水率与水分活度、贮藏温度之间的关系,以及探讨净等量吸附热、焓变、熵变和自由能等热力学特性,采用静态称重法,测定干制“储良”龙眼在20、30、40 ℃和水分活度为0.113~0.946条件下的吸附平衡含水率,并绘制其吸附等温线。采用6种常用的农产品吸附模型,对实验结果进行拟合分析。结果表明,干制“储良”龙眼的水分吸附呈Ⅲ型等温线,Halsey模型是描述吸附等温线的最适模型。热力学特性结果表明,净等量吸附热随含水率的升高而降低,当平衡含水率 M e大于30%d.b.(干基)时趋近于0;净等量吸附热与焓变相等,其范围为0.2~467.69 kJ/mol;熵变随含水率的增加而降低,但温度对其影响不显著;干制“储良”龙眼的水分吸附过程可用焓-熵互补理论解释,此过程是焓驱动过程。研究结果可为“储良”龙眼的加工、包装和安全贮藏提供参考。

关键词：龙眼贮藏吸附等温线热力学特性平衡含水率

无线传感器网络中三边定位的聚类分析改进算法

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山东农业大学学报（自然科学版） 2019年第3期50卷 473-476页

作者：朱齐媛马兴灶岭南师范学院信息工程学院广东湛江524048 岭南师范学院机电工程学院广东湛江524048

为提高无线传感器网络(WSN)节点定位精度,本文提出一种基于 RSSI 三边定位聚类改进算法。该算法基于RSSI 向量在三边测量定位的结果中引入聚类优化算法,最后得到未知节点的定位结果。数据表明,该算法在无线传感器网络未知节点的定位中... 详细信息

为提高无线传感器网络(WSN)节点定位精度,本文提出一种基于 RSSI 三边定位聚类改进算法。该算法基于RSSI 向量在三边测量定位的结果中引入聚类优化算法,最后得到未知节点的定位结果。数据表明,该算法在无线传感器网络未知节点的定位中定位精度和定位误差都有改进。

关键词：无线传感器网路 RSSI 聚类分析

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干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验

农业机械学报 2014年第7期45卷 216-221,208页

作者：张烨李长友马兴灶李建民邹湘军王润发华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室广州510642

粮层内部通风阻力特性是影响干燥均匀性和能量损耗的关键因素之一。针对传统的经验公式存在精度偏低、未考虑粮层多孔介质的复杂变化因素和非线性的不确定性问题，基于传统的Ergun模型进行了压力损失因素分析；在通风阻力试验平台测定... 详细信息

粮层内部通风阻力特性是影响干燥均匀性和能量损耗的关键因素之一。针对传统的经验公式存在精度偏低、未考虑粮层多孔介质的复杂变化因素和非线性的不确定性问题，基于传统的Ergun模型进行了压力损失因素分析；在通风阻力试验平台测定试验数据，通过探索性分析方法对风速进行分段，引入误差影响因子A，导出了一种新的基于多孔介质Ergun的稻谷变层压力场模型；给出了优化阻力特性曲线，构建了变层阻力与层厚的数学关系。试验结果证实，风速小于0．2m／s时，A取值为1；风速在0．2～0．4m／s范围内时，A取值为0．89；风速在0．4～0．6m／s范围内时，λ取值为0．79。

关键词：干燥机粮层阻力多孔介质修正后Ergun模型

基于SST-Kω湍流模型的液力缓速器仿真计算与试验验证

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机床与液压 2017年第15期45卷 155-160页

作者：赖建生马兴灶方壮东广东科学技术职业学院珠海市先进装备制造与材料成型技术重点实验室广东珠海519070 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广东广州510642

为改善液力缓速器传统湍流仿真计算模型的精度,针对其流动具有强旋转、多壁面和大曲率的特点,以THB40为研究对象,基于改进的SST-Kω双方程湍流模型在CFX14.5上以不同充液率、不同转速对其进行了全流道气液两相数值模拟计算。制动扭矩计... 详细信息

为改善液力缓速器传统湍流仿真计算模型的精度,针对其流动具有强旋转、多壁面和大曲率的特点,以THB40为研究对象,基于改进的SST-Kω双方程湍流模型在CFX14.5上以不同充液率、不同转速对其进行了全流道气液两相数值模拟计算。制动扭矩计算结果显示:在95%充液率下,制动扭矩随转速升高而增大,在38%充液率下,制动扭矩随转速升高而减小。这与台架试验结果一致,两者最大误差3.6%,精度相比传统湍流模型提高了约20%,时间节省了近50%,表明该模型更加适合液力缓速器湍流流场的数值模拟计算。研究结果为深入研究液力缓速器制动机制提供了精确、高效的参考计算模型。

关键词：液力缓速器湍流 SST-Kω 数值模拟计算制动扭矩