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基于COMSOL的干燥箱物理场分析与结构优化

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中国农业科技导报 2022年第10期24卷 90-98页

作者：郭文斌李瑶黄长华杜建强钱珊珠何泽民高晶晶内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古商贸职业学院呼和浩特010070

干燥箱是农业物料进行太阳能热风干燥的关键装置,其结构合理性直接影响物料干燥的品质和效率。为提升干燥效果,以太阳能热风干燥箱物理场分布的均匀程度为研究对象,采用试验和COMSOL数值模拟相结合的方法,对箱体内风速场、温度场的分布... 详细信息

干燥箱是农业物料进行太阳能热风干燥的关键装置,其结构合理性直接影响物料干燥的品质和效率。为提升干燥效果,以太阳能热风干燥箱物理场分布的均匀程度为研究对象,采用试验和COMSOL数值模拟相结合的方法,对箱体内风速场、温度场的分布特点进行分析,并根据分析结果完成干燥箱结构优化。结果表明,COMSOL模拟仿真所得风速和温度的分布规律与试验结果一致,可用于准确模拟干燥箱内物理场。依托该模拟分析方法,提出了改变进风口位置、添加带孔挡流板、构建隔断式气室的优化设计方案,将干燥箱内风速场分布的不均匀系数降至了10%以下,有效保证了物料干燥的均匀性。上述结果可为太阳能热风干燥设备的结构改进提供参考。

关键词：干燥箱 COMSOL 风速场数值模拟结构优化

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干燥箱和消解仪消化尿样尿碘检测比对

中国地方病防治 2022年第3期37卷 191-193页

作者：马巍李秀维王海燕中国疾病预防控制中心营养与健康所国家卫生健康委微量元素与营养重点实验室国家碘缺乏病参照实验室北京102206

目的分别采用干燥箱和消解仪消化尿样,对比2种消化方式尿碘检测结果,提出干燥箱代替消解仪的可行性。方法比较采用干燥箱和消解仪消化后液体的损失率,检测冻干人尿中碘成分分析标准物质和实际尿样并进行分析比对。结果消解仪和干燥箱消... 详细信息

目的分别采用干燥箱和消解仪消化尿样,对比2种消化方式尿碘检测结果,提出干燥箱代替消解仪的可行性。方法比较采用干燥箱和消解仪消化后液体的损失率,检测冻干人尿中碘成分分析标准物质和实际尿样并进行分析比对。结果消解仪和干燥箱消化60份消解液,平均损失率分别为12.6%和12.3%,消解仪损失率范围为7.5%~19.0%,干燥箱损失率范围为10.1%~18.5%。采用干燥箱和消解仪消化样品,检测7个编号的冻干人尿中碘成分分析标准物质,检测结果均在标准值±不确定度范围内。检测14份0~300μg/L范围内的尿样,干燥箱检测结果略高于消解仪,相对误差范围为0.8%~6.6%。结论可以用干燥箱代替消解仪消化尿样检测尿碘含量。但是,干燥箱的控温精度、烤箱内尺寸以及是否具有循环风等均会对检测结果产生影响。因此,必须进行预实验以确定检测的精密度和准确度。

关键词：尿碘干燥箱消解仪消化

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涂布机干燥箱自动控制系统的电控设计

今日制造与升级 2022年第1期 41-43页

作者：田桂祥施淋枫北京大学长三角光电科学研究院江苏南通226001

针对现代涂布机干燥箱控制系统缺少理论依据、自动化程度低的问题,设计基于工艺最优参数的自动控制系统。系统测试和实际使用表明,通过涂布干燥设备参数控制可以实现系统的节能减排,通过最优工艺参数可以提高干燥系统的运行效率。

关键词：涂布机干燥箱自动控制电控设计

基于模糊PID的麦冬干燥箱温度控制系统设计

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农机使用与维修 2022年第8期 7-12页

作者：刘桂杉李明王璐西南林业大学机械与交通学院昆明650224 四川浩康科技有限公司四川绵阳621000 玉溪农业职业技术学院云南玉溪653106

麦冬采摘后的干燥工艺是影响麦冬品质的重要因素之一。针对麦冬干燥箱温度控制过程中,大多采用常规PID温度控制系统,存在大惯性、非线性、时变性等不足,提出了将模糊控制理论和PID控制系统相结合构成的模糊PID温度控制系统。首先利用Bec... 详细信息

麦冬采摘后的干燥工艺是影响麦冬品质的重要因素之一。针对麦冬干燥箱温度控制过程中,大多采用常规PID温度控制系统,存在大惯性、非线性、时变性等不足,提出了将模糊控制理论和PID控制系统相结合构成的模糊PID温度控制系统。首先利用Beckhoff EL3314热电偶采集模块和K型热电偶搭建一个4通道温度数据采集平台;其次,基于TwinCAT3设计人机界面及软件控制系统;最后依据麦冬干燥工艺及干燥箱内温度变化规律,对温度进行离散模糊处理,利用平均加权法解模糊,构建一种离线计算、在线查表的干燥箱温度离散论域模糊控制系统,并通过试验来验证该控制系统的调试效果。试验结果表明,该模糊PID控制系统在升温过程以及保温阶段均具有较好的调控效果。

关键词：干燥箱模糊PID 自整定模糊控制

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凹版印刷机干燥箱流体动态分析及参数优化

振动与冲击 2012年第6期31卷 53-57页

作者：武吉梅徐宗磊陈允春薛志成刘琳琳西安理工大学印刷包装工程学院西安710048 山推工程机械股份有限公司山东济宁272073 陕西北人印刷机械有限责任公司陕西渭南710000

凹版印刷机干燥箱的作用是在数秒时间内完成对印品的强迫干燥工作。干燥箱内热风动力学特性及干燥箱结构参数对干燥效果有直接影响,而干燥均匀性是表征热风动力学特性的主要指标。因此,对传统干燥箱热风流动进行建模,采用计算流体力学... 详细信息

凹版印刷机干燥箱的作用是在数秒时间内完成对印品的强迫干燥工作。干燥箱内热风动力学特性及干燥箱结构参数对干燥效果有直接影响,而干燥均匀性是表征热风动力学特性的主要指标。因此,对传统干燥箱热风流动进行建模,采用计算流体力学的理论与方法对热风温度均匀性进行分析。计算结果显示传统干燥箱的干燥均匀性较差。还对干燥箱进行了优化设计。通过对改进后的干燥箱热风流动进行建模、计算和仿真分析,并与传统干燥箱的计算结果对比,得到了改进后的干燥箱热风温度均匀性较传统干燥箱有较好改善的结论。

关键词：凹印机干燥箱计算流体力学均匀性优化设计

基于多物理场分析的太阳能热风干燥箱试验研究与结构优化

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基于多物理场分析的太阳能热风干燥箱试验研究与结构优化

作者：李瑶内蒙古农业大学

学位级别：硕士

干燥箱是太阳能热风干燥作业中进行物料干燥的场所,其结构的合理性直接影响物料干燥的质量和效率,为使待干燥物料能和热空气接触均匀、充分,提高物料干燥后的含水率均匀性,常以干燥箱内部风速场、温度场的分布均匀程度作为衡量干燥箱结... 详细信息

干燥箱是太阳能热风干燥作业中进行物料干燥的场所,其结构的合理性直接影响物料干燥的质量和效率,为使待干燥物料能和热空气接触均匀、充分,提高物料干燥后的含水率均匀性,常以干燥箱内部风速场、温度场的分布均匀程度作为衡量干燥箱结构好坏的标准之一。本文针对现有干燥箱内风速分布不均匀的问题,在空载和带载试验研究的基础上,借助COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台分析了造成干燥箱内部风速场不均匀的结构原因,并基于数值模拟仿真方法对干燥箱进行了重新设计与优化。主要研究内容如下:（1）通过对现有干燥箱进行空载试验,得到不同风速和不同出风口通流面积条件下干燥箱内风速场和温度场的分布,分析了其分布规律和产生的原因,在此基础上,又进行了以黑麦草为干燥对象的干燥箱带载试验,对应得到了不同风速条件下干燥箱内风速场的分布和物料的干燥情况,发现干燥箱内风速场分布的不均匀,虽对温度场的分布影响不大,但却直接导致了草物料的干燥不均匀。（2）对干燥箱进行了数值模拟仿真,得到空载条件下箱体内风速场和温度场的具体分布,通过对比分析发现空载试验结果和模拟仿真结果相对误差较小,该数值模拟仿真方法可靠。在此基础上,引入多孔介质模型对带载条件下草物料的干燥过程也进行了模拟,得到了热风风速分布不均匀对物料干燥速率的影响,仿真结果与带载试验结果基本一致,进一步验证了该数值模拟仿真方法的准确性,为后续干燥箱的结构优化提供了虚拟仿真技术支撑。（3）提出了改变干燥箱进风口位置、增加挡流板隔风气室的设计优化方案,并基于COMSOL Multiphysics平台完成了改进后干燥箱的物理场模拟,发现进风口设置于干燥箱底部一侧,有助于改善热风进入时的流速不均匀;同时,通过添加等高度开孔挡流板对干燥箱底部进行等间距隔断则可以进一步显著改善干燥箱内风速场的均匀度,进而提高热风干燥箱的干燥性能和草物料干燥品质。

关键词：热风干燥太阳能 COMSOL 干燥箱物理场

FR-300凹版印刷机干燥箱数值模拟与改进

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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包装工程 2015年第11期36卷 132-139页

作者：张羽玲马海山武秋敏武吉梅中国新闻出版研究院北京100073 库尔兹压烫科技(合肥)有限公司合肥230601 西安理工大学西安710048

目的对FR-300凹版印刷机干燥箱进行数值模拟与改进研究,为企业提供改进模型最优的方案。方法采用数值模拟方法,建立干燥箱的三维物理模型,对干燥箱内部的速度场、压力场及温度场进行研究。得到干燥箱热风流动迹线图及切面迹线图,并针对... 详细信息

目的对FR-300凹版印刷机干燥箱进行数值模拟与改进研究,为企业提供改进模型最优的方案。方法采用数值模拟方法,建立干燥箱的三维物理模型,对干燥箱内部的速度场、压力场及温度场进行研究。得到干燥箱热风流动迹线图及切面迹线图,并针对其内部热风流动特性和结合干燥箱结构特点,对干燥箱排风口结构进行改进,确定新的干燥箱结构。结果改进后的干燥箱对印品的干燥效果更佳,出口压力更小(-330 Pa和-150 Pa),更有利于负压风机的选择。结论为干燥箱的设计及改进研究提供了参考。

关键词：凹印机干燥箱数值模拟压力场

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干燥箱温湿度控制系统设计

电子制作 2019年第3期27卷 26-29,66页

作者：樊兴陈鹤张晓东袁铭润东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

针对普通热风干燥箱存在温湿度控制不均匀、热惯性大等问题,设计了一种温度及湿度可调的温湿度控制系统。阐述了系统的设计原理,硬件电路设计与软件设计。试验证明,该方案明显降低了普通热风干燥箱的热惯性和温度的温度均匀性,是一种有... 详细信息

针对普通热风干燥箱存在温湿度控制不均匀、热惯性大等问题,设计了一种温度及湿度可调的温湿度控制系统。阐述了系统的设计原理,硬件电路设计与软件设计。试验证明,该方案明显降低了普通热风干燥箱的热惯性和温度的温度均匀性,是一种有效的改造方案。

关键词：干燥箱温湿度控制热惯性

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紫花苜蓿太阳能干燥箱的设计及模拟

农机化研究 2018年第11期40卷 246-250,256页

作者：王少丹钱珊珠田伟娜张悦内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

干燥箱是农产品干燥最常用的设备,但缺点之一是最终产品的含水率不均匀。为了解决这个问题,设计了一种带独立空间的干燥箱,并利用CFD软件建立了合理的数学模型,对干燥箱内部气流进行模拟分析。对比新旧两种结构的气流模拟结果表明:在干... 详细信息

干燥箱是农产品干燥最常用的设备,但缺点之一是最终产品的含水率不均匀。为了解决这个问题,设计了一种带独立空间的干燥箱,并利用CFD软件建立了合理的数学模型,对干燥箱内部气流进行模拟分析。对比新旧两种结构的气流模拟结果表明:在干燥箱内增加隔板,使其内部形成独立的空间,能有效地均匀分布进入干燥室内的气流。该设计与其使用的干燥方法相结合可以达到均匀干燥及节约能源的目的。

关键词：干燥箱均风板 CFD 均匀干燥