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风机频率和料层厚度对带式烘干机内部流场分布的影响及干燥动力学模型

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风机频率和料层厚度对带式烘干机内部流场分布的影响及干燥动力学...

作者：黄敏凤扬州大学

学位级别：硕士

烘干是水产饲料生产中最重要的加工环节。带式烘干机是饲料烘干过程中常用的设备,用于降低饲料含水率。合适的饲料烘干工艺能有效降低饲料含水率,而饲料含水率是饲料产品品质的重要评价指标。目前,工业实际使用的带式烘干机内部气流分... 详细信息

烘干是水产饲料生产中最重要的加工环节。带式烘干机是饲料烘干过程中常用的设备,用于降低饲料含水率。合适的饲料烘干工艺能有效降低饲料含水率,而饲料含水率是饲料产品品质的重要评价指标。目前,工业实际使用的带式烘干机内部气流分布和相关工艺参数的基础研究尚不明确,导致饲料含水率不均匀、烘干效率低等,影响饲料品质。针对这个问题,本文研究了工业实际使用的带式烘干机的烘干工艺参数（风机频率、料层厚度、烘干温度）,建立了计算流体力学（CFD）模型、干燥动力学模型,并分析了饲料干燥特性,为优化饲料烘干工艺提供了理论依据。研制了带式烘干实验平台。该实验平台由机架、换热器、循环风机、双层饲料输送带、排湿风机、智能控制系统和自动数据采集系统组成;可以实时检测烘干机内各点的风速等的变化,用于辅助研究带式烘干机工业实际生产时的状况。基于CFD仿真模拟,研究了四种不同循环风机频率（25Hz、30Hz、35Hz、40Hz）下带式烘干机内的气流分布情况。在料层表面的9个点放置风速传感器测量风速值,进行实验验证。研究表明,实验值和模拟值变化趋势基本一致。当风机频率从25Hz增加到40Hz时,料层表面测量到的风速均值范围为0.39～0.64m/s。风机频率为30Hz时,上下料层表面气流分布更均匀,上料层表面风速模拟和实验的均值分别为0.44（±0.02）、0.46（±0.02）m/s,下料层表面风速模拟和实验的均值分别为0.51（±0.11）、0.48（±0.07）m/s。研究了五种不同料层厚度（20mm、30mm、40mm、50mm、60mm）下烘干机内的气流分布情况,并进行模拟仿真和实验验证。结果表明,风速的实验值与模拟值有较好的一致性。料层表面测量到的风速均值范围为0.40～0.51m/s。当料层厚度为40mm时,上下料层表面气流分布更均匀,上料层表面风速模拟和实验的均值分别为0.39（±0.01）、0.44（±0.06）m/s,下料层表面风速模拟和实验的均值分别为0.50（±0.14）、0.49（±0.10）m/s。研究了不同风机频率（5Hz、10Hz、15Hz）、料层厚度（10mm、15mm、20mm）和烘干温度（70℃、90℃、110℃）条件下膨化饲料的干燥特性;选取了五种不同干燥动力学模型（Newton、Henderson and Pabis、Page、Modified Page、Weibull）对饲料的水分比进行曲线拟合,建立了饲料干燥动力学模型。研究表明,将饲料的干基含水率烘干至10%以下所需的时间与料层厚度成正比,与风机频率、烘干温度成反比;饲料的干燥速率与风机频率和烘干温度成正比,与料层厚度成反比;Weibull模型最适合描述膨化饲料的烘干过程;与循环风机频率和烘干温度相比,料层厚度对饲料有效水分扩散系数的影响最大。

关键词：带式烘干机风机频率料层厚度干燥动力学模型烘干工艺

烤烟烘烤过程风机频率对叶温和烟叶变黄失水的影响

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河南农业科学 2022年第3期51卷 173-180页

作者：李昱霖丁应福王胜雷段卫东李静超王廷贤宋朝鹏宋江雨河南农业大学烟草学院河南郑州450002 福建省烟草公司南平市公司福建南平353000 福建省烟草公司福建福州350003 河南中烟工业有限责任公司河南郑州450016

研究烤烟烘烤过程风机频率对叶温和烟叶变黄失水的影响,以期为风机频率的筛选提供理论依据。设置全程30 Hz、全程40 Hz和全程50 Hz 3个档次的风机频率,测定不同温度下的叶温不均匀度、烟叶的颜色参数和失水指标,分析叶温不均匀度和变黄... 详细信息

研究烤烟烘烤过程风机频率对叶温和烟叶变黄失水的影响,以期为风机频率的筛选提供理论依据。设置全程30 Hz、全程40 Hz和全程50 Hz 3个档次的风机频率,测定不同温度下的叶温不均匀度、烟叶的颜色参数和失水指标,分析叶温不均匀度和变黄失水协调程度的关系。结果表明,各温度下叶温不均匀度最小的频率为30 Hz(36℃)、40 Hz(38℃)、50 Hz(42℃)、50 Hz(48℃)、40 Hz(54℃)、30 Hz(68℃)。在烟叶变黄方面,取样温度36—42℃时,30 Hz的变黄程度和黄蓝值最高;取样温度48—68℃时,50 Hz的变黄程度、亮度值和黄蓝值最高。在烟叶失水方面,取样温度38—48℃时,50 Hz的失水程度最高;取样温度38—68℃时,30 Hz的厚度收缩率最高;横向卷曲度和卷曲度先减小后增大,整体上以50 Hz最高。各温度下变黄失水协调程度最好的频率为30 Hz(36℃)、40 Hz(38℃)、50 Hz(42—68℃)。叶温均匀是烟叶变黄失水较协调的特征,可以将烘烤过程中叶温不均匀度的高低作为筛选各温度下风机频率的重要依据。

关键词：烤烟烘烤风机频率叶温不均匀度颜色参数失水指标协调程度

不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶质量的影响

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河南农业大学学报 2014年第5期48卷 550-554页

作者：王柱石张晓龙何永菊李翠红毛春堂周芳芳詹军云南瑞升烟草技术(集团)有限公司云南昆明650106 红云红河烟草(集团)有限责任公司云南昆明650202

以K 326中部烟叶为试验材料,研究了密集烤房叠层加密装烟条件下不同风机频率对烤后烟叶外观质量、物理特性、常规化学成分及协调性和评吸质量的影响,结果表明,与对照相比,在烘烤过程中适当降低循环风机频率,烤后烟叶的外观质量、物理特... 详细信息

以K 326中部烟叶为试验材料,研究了密集烤房叠层加密装烟条件下不同风机频率对烤后烟叶外观质量、物理特性、常规化学成分及协调性和评吸质量的影响,结果表明,与对照相比,在烘烤过程中适当降低循环风机频率,烤后烟叶的外观质量、物理特性有所改善;淀粉、蛋白质和烟碱含量降低,糖含量和石油醚提取物增多,常规化学成分的协调性更好.总体上,密集烘烤过程中变频风机在变黄期以30 Hz-35 Hz-40 Hz和35 Hz-35 Hz-40Hz,定色期以45 Hz-30 Hz-30 Hz和50 Hz-35 Hz-25 Hz,干筋期以30 Hz和25 Hz,烤后烟叶香气量足,香气质较好,烟气浓度合适,刺激性小,杂气较少,余味较舒适.

关键词：叠层加密装烟风机频率外观质量物理特性化学成分评吸质量

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烤烟分状态变风机频率烘烤工艺参数优化

中南农业科技 2023年第1期44卷 69-73页

作者：李昱霖赵亚峰徐志强尹光庭魏壮状宋朝鹏王爱霞段卫东河南农业大学烟草学院郑州450002 河南中烟工业有限责任公司郑州450016 浙江中烟工业有限责任公司杭州310004

为提高烤后烟叶品质,以烘烤过程中4个烟叶状态的风机频率为试验因素,对烤烟分状态变频率烘烤工艺进行了研究。通过前期试验,确定了烤烟各状态下风机频率合适范围。分析了风机频率对叶温不均匀度、烟叶颜色值、失水形态和烤后质量,综合... 详细信息

为提高烤后烟叶品质,以烘烤过程中4个烟叶状态的风机频率为试验因素,对烤烟分状态变频率烘烤工艺进行了研究。通过前期试验,确定了烤烟各状态下风机频率合适范围。分析了风机频率对叶温不均匀度、烟叶颜色值、失水形态和烤后质量,综合确定了烤烟分状态变频烘烤的最佳工艺参数组合。即烘烤预热阶段(状态一)风机频率为27 Hz,主变黄阶段(状态二)为34 Hz,主失水阶段(状态三)为50 Hz,烘烤后期(状态四)为33 Hz。在该条件下,烤后外观质量得分为83.1分、化学成分得分为95.2分、感官评吸得分为87.7分、评价指标综合得分为87.4分。

关键词：烤烟风机频率叶温不均匀度颜色值失水形态烤后质量

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四棚密集烤房风机频率对烤烟潜香物质含量及感官质量的影响

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贵州农业科学 2017年第3期45卷 33-36页

作者：王柱石王铮潘义宏范文彪杨章乐邵小东张晓龙云南瑞升烟草技术(集团)有限公司云南昆明650106 上海烟草集团有限责任公司上海200082 云南红河州烟草公司泸西分公司云南泸西652409 云南天禾地生物科技股份有限公司云南昆明650106

为对四棚密集烤房烘烤工艺的优化提供理论依据,以烤烟K326中部烟叶为试验材料,研究四棚密集烤房不同风机频率对烤后烟叶多酚类物质、质体色素及有机酸等潜香物质含量和感官评吸质量的影响。结果表明:与常规风机频率相比,在烘烤过程中适... 详细信息

为对四棚密集烤房烘烤工艺的优化提供理论依据,以烤烟K326中部烟叶为试验材料,研究四棚密集烤房不同风机频率对烤后烟叶多酚类物质、质体色素及有机酸等潜香物质含量和感官评吸质量的影响。结果表明:与常规风机频率相比,在烘烤过程中适当降低循环风机频率,烤后烟叶多酚、色素和有机酸等潜香物质的含量增多,烤后烟叶感官评吸质量有所改善;但在烤烟变黄期和定色前期,风机频率降幅过大反而不利于多酚和挥发性有机酸的积累。四棚密集烤房烘烤过程中变频风机在变黄时期以35Hz-35Hz-40Hz运行,定色时期以50Hz-35Hz-25Hz运行,干筋时期以25Hz运行,烤后烟叶香气质较好,香气量较足,刺激性小,劲头适中,余味较舒适。

关键词：烤烟四棚密集烤房风机频率潜香物质评吸质量

CTD-1气流烘丝机料头阶段燃烧炉温度控制系统的改进

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烟草科技 2023年第9期56卷 100-106页

作者：罗旻晖吴国忠郭峰兰志勇厦门烟草工业有限责任公司制丝车间福建省厦门市361022

为解决CTD-1气流烘丝机料头阶段工艺气体温度波动大、干头烟丝量多等问题,对料头炉温控制系统进行改进。通过增加新一级的PID控制装置和阀位开度检测器,将控制系统原有的单闭环控制回路改进为双闭环串级控制回路,实时获取料头阶段油气... 详细信息

为解决CTD-1气流烘丝机料头阶段工艺气体温度波动大、干头烟丝量多等问题,对料头炉温控制系统进行改进。通过增加新一级的PID控制装置和阀位开度检测器,将控制系统原有的单闭环控制回路改进为双闭环串级控制回路,实时获取料头阶段油气配比阀开度并对其进行精准控制;最优匹配下风机频率与燃油阀位呈线性正相关,利用伺服电机依据匹配关系即可对燃油阀位和风机频率进行自动控制;为保障燃油燃烧效率,点火时油气配比阀初始开度设为12%,烘丝过程中最高燃油阀位设为60%。以厦门烟草工业有限责任公司生产的“七匹狼(纯境、厦门)”牌卷烟烟丝为对象进行测试,结果表明:料头炉温控制系统改进后,料头稳定时间减少41 s/批次,料头工艺气体温度极差下降3.4℃,干头质量减少3.0 kg/批次,出口烟丝含水率QI得分提高5分,燃油消耗量减少7 kg/批次。该技术可为提升卷烟品质的稳定性提供支持。

关键词： CTD-1气流烘丝机料头阶段燃烧炉温度 PID串级控制燃油阀位风机频率

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变风量空调系统送风管道静压特性的试验研究

流体机械 2017年第1期45卷 66-71,59页

作者：丁帅孟庆龙王博闻谢安生赵凡长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054

为了解变风量系统静压控制过程,促使变风量空调运行更加稳定,本文参考水系统的水力特性,研究不同位置的末端阀门从开到关,风机频率从大到小的调节下,送风系统主管与支管的静压变化规律。结果表明:被调节支管前一个送风主管段在总送风主... 详细信息

为了解变风量系统静压控制过程,促使变风量空调运行更加稳定,本文参考水系统的水力特性,研究不同位置的末端阀门从开到关,风机频率从大到小的调节下,送风系统主管与支管的静压变化规律。结果表明:被调节支管前一个送风主管段在总送风主管上静压变化最剧烈,主管段静压变化规律与支管推导理论并不吻合;对称支管的静压改变值是否相等,只与被调节阀门位置有关,与风机转速、对称支管阻抗无关;在定管网阻抗,变风机频率时,管网中任意一点的静压值与风机频率呈现二次方抛物线关系。

关键词：变风量系统静压送风管道风机频率末端阀门

基于KNN算法的高速列车车内压力模糊控制研究

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铁道机车车辆 2020年第6期40卷 58-63页

作者：陈朝文陈春俊王东威西南交通大学机械工程学院成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031

高速列车在通过隧道时,车外空气压力的剧烈变化会导致车内压力发生剧烈波动,对乘客乘坐舒适度带来影响。为研究换气风机频率控制初值对车内压力波动的影响,通过对高速列车车内外气压传递方式进行分析,建立车内外气压传递非线性数学模型... 详细信息

高速列车在通过隧道时,车外空气压力的剧烈变化会导致车内压力发生剧烈波动,对乘客乘坐舒适度带来影响。为研究换气风机频率控制初值对车内压力波动的影响,通过对高速列车车内外气压传递方式进行分析,建立车内外气压传递非线性数学模型,并利用实测车内外压力信号进行修正;采用KNN最小领域算法(KNN,K Nearest Neighbor)的思想,建立基于历史控制信息的初次控制信号提取方法,并根据模糊控制的基本原理,设计对换气风机运行频率进行控制的车内压力波动模糊控制器,并带入实测车内外压力信号进行仿真。仿真结果表明:基于KNN算法的高速列车车内压力模糊控制方法较好的改善了车内压力波动情况,降低了车内压力波动幅值,降低了车内压力波动1 s变化率和3 s变化率,有效提高了车内压力换气系统对车内压力波动的抑制能力,提高了乘坐舒适度。

关键词：高速列车车内压力波动风机频率 KNN算法模糊控制

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涡流控尘装置径轴向风量分配规律试验研究

煤炭工程 2024年第9期56卷 159-164页

作者：许圣东郑磊丁志权中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

针对涡流控尘装置径轴向风量分配问题,提出通过监控风机频率来调控径轴向风量的思路。实验室搭建了由压入式风机、涡流控尘装置和试验管道组成的试验系统,在压入风机40、45、50 Hz频率下,以及在涡流风机30、35、40、45、50 Hz频率下,采... 详细信息

针对涡流控尘装置径轴向风量分配问题,提出通过监控风机频率来调控径轴向风量的思路。实验室搭建了由压入式风机、涡流控尘装置和试验管道组成的试验系统,在压入风机40、45、50 Hz频率下,以及在涡流风机30、35、40、45、50 Hz频率下,采用截面动压法测试得到径轴向风量分配规律:压入风量Q压和轴向风量Q轴与压入风机频率f_(1)呈单调增的关系,与涡流风机频率f_(2)呈单调减的关系。基于径轴向风量分配规律,建立了关于5f_(1)-f_(2)的一次函数和关于f_(1)/f_(2)的二次函数风量调控模型。最后通过试验实测验证,模型计算值与实测值基本一致,最大绝对误差为7.2 m^(3)/min,调控模型的准确性较好。

关键词：涡流控尘径轴向风量风机频率风量分配调控模型