多孔介质干燥过程传热传质的理论分析与实验研究

论文摘要

多孔物料的对流干燥是物料内部热湿迁移和外部质热传递相结合的过程。为准确评价干燥过程的能质平衡关系,提出了采用变质量热力学方法的观点,并进行了第一定律和第二定律分析。为揭示物料在外部条件作用下的内部水分迁移机理,运用不可逆热力学理论,建立了多孔物料内部传热传质的唯象方程模型,并离散求解,结果与实验值吻合较好。最后分析了四组干燥实验方案的数据,结合模型,提出了符合实验对象热湿迁移规律的干燥方案。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 本课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 现代干燥技术的研究进展
• 1.2.2 干燥过程热湿迁移模型
• 1.2.3 传热传质理论的研究历程与进展方向
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第二章 热泵干燥系统的热力学分析
• 2.1 热泵干燥系统的选择
• 2.1.1 辅助冷凝闭式热泵干燥系统的特点
• 2.1.2 干燥单元的设计选型
• 2.2 热泵单元的火用损评价
• 2.3 干燥过程质量守恒分析和物料衡算
• 2.3.1 变质量热力学简介
• 2.3.2 干燥箱内的传递过程分析
• 2.3.3 干燥过程的质量守恒方程
• 2.3.4 干燥过程的物料衡算
• 2.4 干燥过程的能量方程和热量衡算
• 2.4.1 干燥过程的经典热力学分析
• 2.4.2 干燥过程的变质量热力学第一定律分析
• 2.4.3 有关等焓过程的讨论
• 2.5 干燥过程的变质量热力学第二定律分析
• 2.5.1 变质量热力学第二定律表达式
• 2.5.2 干燥过程的熵方程和熵产
• 2.6 小结
• 第三章 干燥过程内部传热传质的数学模型
• 3.1 干燥过程的内部湿分迁移机制
• 3.1.1 干燥条件和干燥速率曲线
• 3.1.2 多孔介质中的质热传递方式
• 3.1.3 湿分传递机理
• 3.2 多孔介质干燥过程的不可逆热力学理论
• 3.2.1 不可逆热力学理论简介
• 3.2.2 熵产率方程
• 3.3 物料内部热湿迁移过程的唯象方程组
• 3.3.1 基本假设
• 3.3.2 热湿迁移唯象方程组的建立
• g'>3.3.3 渗流系数K_g
• 3.4 物料内部传热传质数学模型的建立
• 3.4.1 质量守恒方程（传质方程）
• 3.4.2 能量守恒方程（传热方程）
• 3.4.3 初始和边界条件
• 3.4.4 相关系数的确定
• 3.5 干燥数学模型的离散化处理
• 3.5.1 控制方程的离散
• 3.5.2 边界条件的处理
• 3.5.3 模型的求解方法
• 3.6 干燥模型的求解结果分析
• 第四章 干燥过程的实验研究
• 4.1 实验装置和实验对象
• 4.1.1 实验目的
• 4.1.2 实验装置介绍
• 4.1.3 实验对象介绍
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 第一阶段实验方案
• 4.2.2 第二阶段实验方案
• 4.2.3 改进的优化方案
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 大枣发热量比较
• 4.3.2 其他因素比较
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况