花生换向通风干燥性能模拟与分析

作者：魏海; 颜建春; 游兆延; 吴惠昌; 徐效伟; 谢焕雄^*

来源：中国农机化学报, 2021, 42(10): 100-111.

DOI：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2021.10.15

• 箱式干燥
• 花生
• 换向通风
• 数学模拟

为了解固定床花生换向通风干燥作业特性,为已研发的箱式换向通风干燥设备提供合适的花生干燥通风参数,以花生与空气间的传热传质为基础,建立干燥状态偏微分方程组,并以此为基础采用有限差分法对干燥过程进行数学模拟,分析左右干燥室同时从下向上通风干燥时长、换向干燥阶段换向时间、单位体积通风量对干燥行为的影响,并采用均匀设计和综合加权评分法确定最优通风干燥参数。结果表明:从下向上通风阶段,热量主要用于花生加热和表层水分快速蒸发,下、中、上层物料干燥升温速度差明显,易形成较大水分梯度;换向通风干燥阶段,物料温度呈类波浪状波动,有效控制整床物料干燥均匀性。缩短从下向上通风时间,有助于降低耗能和水分差,但对干燥耗时和生产率影响较小;换向时间的改变对耗时、生产率、耗能、水分差影响较小;单位体积通风量的增加有助于干燥耗时、水分差的降低及生产率的提高,但耗能亦将快速增加。均匀设计和综合加权评分表明,含水率>25%阶段通风量1 394 m3/(m3h),含水率15%～25%阶段通风量838 m3/(m3h),含水率<15%阶段通风量1 760 m3/(m3h)综合干燥效果最优。通过验证实验对模型模拟精确性进行了检验,模拟结果与实验结果相关系数r>0.98,模拟仿真可准确描述干燥过程物料温度和含水率变化。为花生换向通风干燥设备改进和工艺优化提供参考。

• 单位
  农业农村部南京农业机械化研究所