離心流化床內干燥和傳熱傳質的基礎研究.pdf

1、該文以多孔介質物料為研究對象,較為系統(tǒng)地對離心流化床內的干燥和氣固傳熱特性進行了理論和實驗研究.首先,對基本控制方程中的各項進行了分析,提出了相應的物理模型和本構方程,獲得了描述干燥過程質量和能量傳遞的閉合方程組.并通過對飽和度、溫度和壓力三參數方程組的數值求解,揭示了在離心流化床干燥過程中顆粒物料內部濕份、溫度和壓力的變化規(guī)律.并且獲得了在不同操作條件下,如氣體表觀流速、入口氣體的相對濕度、入口氣體的溫度以及床體轉速變化時,對顆粒物料

2、干燥過程的影響.并對顆粒粒徑、初始飽和度和導熱系數等物性變化,以及面積因子f<,A>等各主要因素的影響進行了分析和討論.該文基于對流傳熱的新理論——場協同理論,首次對離心流化床內的對流傳熱被大幅強化的機理進行了理論和實驗研究.根據離心流化床中濃相區(qū)顆粒物料混合充分并多為淺床層這一事實的基礎上,該文從能量守恒方程出發(fā),得到了在離心流化床中對流準則方程式為Nu=CRePr.這表明在離心流化床中,在一定床體轉速和流速范圍內,在氣流速度方向和熱

3、流方向(即溫度梯度方向)一致時,床內的對流傳熱的強度最大.該文通過對原有實驗臺的改進,進一步裝配和完善了實驗裝置和測量系統(tǒng),并對離心流化床中的對流傳熱和干燥特性兩方面進行了系統(tǒng)地實驗研究.在實驗中分別采用了黃砂、玻璃珠等第一類物料和土豆塊、蘿卜以及稻米顆粒等第二類物料.通過對離心流化床中地對流傳熱特性地實驗研究,結果表明,在不同的操作條件下,物料的傳熱特性受到床層厚度、顆粒粒徑、床體轉速以及氣體表觀流速的影響很大.理論計算結果與實驗測量

4、的Nu-Pe曲線在一定的床體轉速和氣體表觀流速條件下吻合的很好.在實驗測定時,應注意床體轉速和進風量的相互配合,使流化床層內的物料顆粒物料充分混合.實驗和理論研究都表明,離心流化床內對流傳熱強化是由于在床內的流場速度矢量方向和物料層溫度場梯度方向保持協同的原因.在兩者配合最佳的條件下,Nu數與Pe數為線性正比關系.最后,該文對土豆、蘿卜和稻米的干燥特性和毛細擠壓流動特性進行了分析.實驗表明,離心力場的作用大大強化了濕份在多孔物料中的遷移