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稻谷四向通风混流干燥段数值模拟与结构优化

稻谷四向通风混流干燥段数值模拟与结构优化

作者：陈正发黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

稻谷作为我国主要的食物来源之一,稻谷年产量已连续11年超过了2亿吨。由于环境等因素,为防止稻谷产生霉变,发芽等现象,保证粮食产量和品质,稻谷在收获后要及时干燥处理。热风干燥作为稻谷干燥主要采取的方式,其是利用经过加热的空气穿... 详细信息

稻谷作为我国主要的食物来源之一,稻谷年产量已连续11年超过了2亿吨。由于环境等因素,为防止稻谷产生霉变,发芽等现象,保证粮食产量和品质,稻谷在收获后要及时干燥处理。热风干燥作为稻谷干燥主要采取的方式,其是利用经过加热的空气穿过谷层来降低水分,但现阶段塔式热风烘干机大多采用单向通风方式,易导致稻谷干燥均匀性不一致等现象的出现,造成稻谷出现局部过干燥或干燥不足,严重影响大米的品质和市场价值。为提高稻谷干燥均匀性和品质,本文将基于稻谷四向通风混流干燥工艺,通过使用EDEM与Fluent软件,分析干燥段内稻谷流动特性和流场等分布情况,并优化干燥段内通风角状管结构。最后结合台架试验与分析,优化干燥参数,满足稻谷均匀性干燥要求。主要研究内容如下:（1）基于稻谷四向通风混流干燥理论、计算流体力学和多孔介质理论等,建立稻谷层内热湿耦合传递的数学模型,通过深层干燥试验和数值模拟仿真进行比较分析,验证了数学模型和数值模拟分析方法的可靠性,为干燥段内稻谷处于静态时的流场和稻谷层温湿度等仿真分析奠定理论基础。（2）针对四向通风混流干燥段内稻谷的流动特性,基于EDEM软件建立稻谷颗粒离散元模型,对稻谷的流动特性进行了研究与分析。仿真模拟及试验表明:仿真研究方式可充分预测稻谷颗粒流动的主要特性,稻谷在干燥段内呈现空间S型轨迹的差速流动,稻谷活动区域大,相邻角状管之间中心区域的稻谷流速最高。该结论可为干燥段的结构优化设计和数值模拟分析等提供参考依据。（3）基于Fluent软件确定双侧进气角状管最佳变径角度,并对优化前后干燥段内稻谷处于静态时的流场和稻谷层温湿度等分布情况进行仿真对比分析。仿真结果表明:双侧进气角状管最佳变径角度β取值为0.85度,可以满足干燥段均匀布风要求,角状管最大应力值和总变形量均在材料许用范围内;采用优化后角状管的干燥段明显改善了稻谷层内流场和温湿度分布不均的现象。干燥段风速场试验结果表明:干燥段内风速场分布情况与数值模拟结果相符合,采用双侧进气变径角状管的干燥段,进气角状管下方和排气角状管下方风速不均匀系数分别降低了约10.25%和3.70%,采用双侧进气变径角状管的干燥段可提高稻谷干燥均匀性。（4）搭建四向通风混流干燥试验台。利用单因素试验研究了热风温度、角状管进口风速和初始含水率因素对稻谷干燥特性的影响,并确定参数范围。对热风温度、角状管进口风速和初始含水率因素进行了二次回归正交旋转组合试验与分析,通过使用Design-Expert 8.0.6软件完成优化求解得出最优工作参数组合为:热风温度为43℃,角状管进口风速为4.1m/s,稻谷初始含水率为18.2%,根据优化的参数组合进行试验得到干燥速率为0.0186%/min,稻谷爆腰率增值为1.7%,食味值80.33分。稻谷烘干后水分不均匀度为0.7%,稻谷干燥均匀性较好,干燥段具有实际的应用价值。

关键词：稻谷干燥热湿耦合传递角状管干燥段数值模拟

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混流干燥机研究现状与展望

中国农机化学报 2021年第12期42卷 95-100,143页

作者：徐效伟赵裕祥曹玉发颜建春魏海谢焕雄农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 宿迁市产品质量监督检验所江苏宿迁223800

随着作物种植规模的扩大和机械化收获方式的普及,作物收获效率大幅度提高。传统人工晾晒效率较低,已不适合现代化农业生产,粮食机械化干燥是作物产后加工的重要发展方向。混流干燥机作为使用最广泛的干燥机,得到了广泛关注。阐述混流干... 详细信息

随着作物种植规模的扩大和机械化收获方式的普及,作物收获效率大幅度提高。传统人工晾晒效率较低,已不适合现代化农业生产,粮食机械化干燥是作物产后加工的重要发展方向。混流干燥机作为使用最广泛的干燥机,得到了广泛关注。阐述混流干燥机的干燥原理及结构组成,从关键部件设计、控制系统研究和辅助研究手段三方面对比国内外混流干燥机的研究现状,介绍混流干燥机的能源配置与现阶段混流干燥机主要存在设备通用性较差、自动化监测、监控组件落后、仿真试验结果不准确、干燥过程灰尘较大和机艺不融合等问题。从提高设备通用性、开发自动化监测、监控组件、提高建模精度、设计研发相关的除尘设备和机艺融合方面对混流烘干机进行展望。

关键词：混流干燥机角状管流动均匀性干燥品质

水稻负压干燥均匀性与品质变化规律的试验研究

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水稻负压干燥均匀性与品质变化规律的试验研究

作者：高瑞丽黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

水稻是我国的主要粮食作物,其种植范围较广,主要分布于南方和东北地区,每年的总产量近亿吨,并且消耗量也较大。为避免水稻收获后产生发芽、霉变和爆腰等现象,需要及时进行干燥处理,减少损失。目前,在实际生产中常采用正压式高温干燥机... 详细信息

水稻是我国的主要粮食作物,其种植范围较广,主要分布于南方和东北地区,每年的总产量近亿吨,并且消耗量也较大。为避免水稻收获后产生发芽、霉变和爆腰等现象,需要及时进行干燥处理,减少损失。目前,在实际生产中常采用正压式高温干燥机进行热风干燥,易造成水稻干燥不均匀,干燥后的品质难以得到保证。而在水稻烘后品质分析过程中,多采用单一方法,品质评价缺乏整体性。针对水稻干燥及烘后品质分析过程中存在的问题,本文对角状管的结构进行优化设计,应用Fluent软件对干燥段内流场进行模拟分析,并以水稻负压干燥工艺为主要研究对象,分析水稻负压干燥特性,优化干燥参数。建立品质评价指标筛选和评价模型,对负压干燥水稻烘后品质进行综合评价,为水稻均匀性干燥及品质评价提供理论依据。主要研究内容如下:(1)在变径角状管的基础上进行结构优化设计,采用有限元分析软件对角状管的结构受力进行分析,求得最佳的开孔率为19.14%。并确定了表现风速取值范围为0.6m/s.8m/s,为水稻负压干燥试验中表现风速选取提供了依据。(2)在空载和满载情况下,分别采用变径角状管和变径开孔率角状管时,对干燥段内的流场进行数值模拟。结果表明:采用变径开孔率角状管后,风场不均匀性得到良好改善。并且增强了热风的流动性,实现压力场均匀分布。风场试验研究结果表明:采用变径开孔率角状管后,风速变异系数显著下降,干燥段内的表现风速也明显降低,风场实现了均匀分布。这与模拟结果相符,可为水稻均匀性干燥提供理论依据。(3)通过试验研究了热风温度、表现风速、排粮棍转速、初始含水率等因素对水稻干燥特性的影响情况及规律。同时,通过分析不同试验因素下,水稻的水分比及干燥速率随时间的变化情况,验证了水稻负压干燥特性模型的可靠性。并通过响应面优化分析,得出最佳工作参数组合为:表现风速为0.75m/s,热风温度为45℃,排粮辊转速为3.2r/min,初始含水率为17.90%时,水稻干燥速率预测值为0.0305%/min。验证试验测得干燥速率为0.0309%/min,与预测值相差0.0004%/min,拟合良好,结果表明该模型有效,最佳工艺参数具有实际应用价值。(4)建立水稻品质评价指标筛选和评价模型,水稻品质综合评价结果为:当表现风速为0.75m/s,热风温度为45℃,排粮辊转速为3.2r/min,初始含水率为17.90%时,干燥速率为0.0302%/min,其品质综合评价得分最高,为3.955。与通过响应面分析得到干燥速率预测值相差0.0003%。由此可见,水稻干燥品质综合评价模型能良好结合水稻负压干燥回归模型,反映出水稻干燥品质变化规律。

关键词：负压水稻干燥角状管数值模拟流场水稻品质

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负压循环式干燥机干燥段风场分布特性

江苏农业科学 2019年第23期47卷 257-260页

作者：高瑞丽车刚万霖李海龙王洪超黑龙江八一农垦大学工程学院

为研究负压循环式干燥机内部的风场分布情况,改善气流分布均匀性,在变径角状管的基础上开设变开孔率的布风孔。通过测量各检测点的风速值,分析当采用不同结构的角状管时,干燥段内部的风场分布情况及随测试深度变化的规律。结果表明,采... 详细信息

为研究负压循环式干燥机内部的风场分布情况,改善气流分布均匀性,在变径角状管的基础上开设变开孔率的布风孔。通过测量各检测点的风速值,分析当采用不同结构的角状管时,干燥段内部的风场分布情况及随测试深度变化的规律。结果表明,采用变径变开孔率的角状管,干燥段内的风速明显增加 0.1~0.3m/s,机体内部的风场趋于平稳。随着测试深度的增加,风速变化较小,而不同测量位置处的风速变化差异性也较小。同时,风速变异系数明显降低10.43% ~24.41%,布风效果良好。吧本研究为提高负压干燥机的风场均匀性提供参考,为实际生产提供了理论依据。

关键词：负压干燥风场均匀性角状管变径变开孔率风速变异系数

塔式混流粮食干燥机双向送风交变式干燥段设计

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农业科技与装备 2017年第5期 20-22页

作者：陈武东车刚温海江应卫东黑龙江省农副产品加工机械化研究所黑龙江佳木斯154004 黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

为解决塔式混流粮食干燥机干燥段粮面表观风速不一致的问题,设计双向送风交变式干燥段。介绍干燥段的设计思路及各层进气角状管的结构特点,总结双向送风交变式干燥段的优点,为提高粮食干燥质量提供适用机具。

关键词：干燥段双向送风设计角状管粮食干燥机

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5HH-500型混流式粮食干燥机

现代化农业 2011年第5期 45-46页

作者：张晓伟关威威张印生黑龙江省农业机械运用研究所黑龙江绥化152054

针对东北地区玉米产量大且收获时水分含量大、粮食干燥任务大的生产形势,研制了5HH-500型混流式粮食干燥机。简要介绍了该机的主要性能特点、主要结构与工作原理及主要技术参数。

关键词：粮食干燥机混流式缓苏角状管

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稻、麦、玉米燃油连续式干燥机的创新设计

农业开发与装备 2009年第6期 23-24页

作者：杨彪李金泽张晓青黑龙江省勃农兴达机械有限公司黑龙江勃利154500

针对农村及农场种粮大户,设计了稻、麦、玉米燃油干燥机,整机设计烘干段采用积木式结构,对烘干箱体等有关结构作了阐述。

关键词：农业工程稻麦玉米干燥角状管处理量干燥周期

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稻、麦、玉米燃油连续式干燥机的创新设计

山东农机 2004年第11期 18-19页

作者：杨彪侯远发张晓青黑龙江省勃农机械有限责任公司 154500

针对农村及农场种粮大户,设计了稻、麦、玉米燃油干燥机,整机设计烘干段采用积木式结构,对烘干箱体等有关结构作了阐述。

关键词：农业工程稻、麦、玉米干燥角状管处理量干燥周期

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牛蹄部动脉血管分布的观察与研究

宁夏农林科技 2000年第1期41卷 11-14页

作者：袁凤林张书起晁向阳田玉平宁夏农学院宁夏永宁750105 宁夏畜牧局

牛蹄部动脉在前肢主要是指掌侧第3总动脉,后肢主要是趾背侧第3总动脉的直接延续和分支。前肢的指枕动脉由指掌侧第3总动脉分出;后肢趾枕动脉多数由第3趾、第4趾背轴侧固有动脉分出,少数由趾背侧第3总动脉分出的趾间动脉分出。分出指(趾... 详细信息

牛蹄部动脉在前肢主要是指掌侧第3总动脉,后肢主要是趾背侧第3总动脉的直接延续和分支。前肢的指枕动脉由指掌侧第3总动脉分出;后肢趾枕动脉多数由第3趾、第4趾背轴侧固有动脉分出,少数由趾背侧第3总动脉分出的趾间动脉分出。分出指(趾)枕动脉后,前后肢轴侧固有动脉的以下分支基本相同。牛在远指节骨内没有终动脉弓,只观察到第3指、第4指掌轴侧固有动脉在远指节骨角状管内伸延中形成的折转角。折转固有动脉分出远指节骨后分成分支,与指枕动脉的分支,中指节掌侧动脉与第3指、第4指掌远轴侧固有动脉前支的连接支(或其分支),中指节背侧动脉的分支等吻合,形成血管网。

关键词：牛蹄部动脉血管分布角状管折转固有动脉