基于伴随方程法的鱼饲料热特性参数反演

作者：陈计远; 王粮局; 王红英^*; 张国栋; 王威

来源：农业工程学报, 2021, 37(19): 316-322.

• 反演
• 比热
• 导热率
• 导温系数
• 鱼饲料

比热、导热率和导温系数是鱼饲料重要的热特性参数,其在干燥及冷却工艺参数的调整、饲料湿热传递仿真模拟研究中均有应用。为了探究鱼饲料的热特性,同时探究反演算法求解饲料热特性的适应性,该研究以草鱼(成鱼)膨化饲料为研究对象,建立基于伴随方程法的反演模型;利用自行搭建的热传导试验装置并配合红外热像仪(测温精度±0.1℃),以获得饲料试样的温度分布规律;利用此数据可反演计算含水率为11%～17%的饲料在20～80℃温度范围内的比热、导热率和导温系数。使用差式扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)和热特性分析仪分别测量饲料的比热和导热率,并计算导温系数,将此作为实测值;将反演算法所得值作为计算值。对二者进行线性拟合,决定系数R2均大于等于0.980,说明比热和导热率的计算值与实测值的误差较小,结果表明基于反演算法的鱼膨化饲料热特性参数测定方法是可行的。同时,结果表明,草鱼膨化饲料在11%～17%含水率和20～80℃温度范围内的比热为1.710～1.840 kJ/(kg·℃)。饲料比热随温度的增大而显著增大(P<0.05)。当含水率由11%增大至17%时,饲料的比热显著增加(P<0.05),且呈线性规律。饲料的导热率为0.086～0.148 W/(m·K),当温度由20℃增大至80℃时,草鱼膨化饲料导热率显著增大(P<0.05);含水率对其影响同样显著(P<0.05)。饲料的导温系数为5.701～10.003 m2/s,且受温度和含水率的影响均显著(P<0.05)。研究可为鱼饲料热特性参数的测定提供一种新思路。

• 单位
  中国农业大学