稻谷热泵干燥工艺及关键部件设计

【摘要】热泵作为一种新型节能、高效、环保装置被广泛应用于空调、冷冻、干燥行业。而今,热泵在农产品干燥上显示出明显优势,适合于茶叶、水产品、腊肠以及热敏性农产品等的干燥加工。本文主要针对热泵稻谷干燥展开了相关研究,稻谷是一种热敏性农作物,适宜在较低温度下干燥脱水。通过测定湿度,改变热泵的温度、风速等稻谷干燥的主要影响因素,以GRJ型稻谷热泵干燥机为基础设计了实验装置,分别做了南方夏季高水分稻谷干燥实验、秋季稻变风速干燥实验,对干燥后的稻谷产品进行了发芽率实验和爆腰率检测实验。应用ANSYS软件对稻谷籽粒温度场的分布进行了模拟,对热泵稻谷干燥机的性能评价和干燥箱结构的选择进行分析。实验结果表明：1)当湿度为22.5±1g.kg-1,利用热泵稻谷干燥机干燥稻谷,稻谷的初始含水率对降水速率的影响很小,将稻谷含水率从29%降至14%的过程中,每小时平均降水百分率为恒定值。2)应用四种不同函数拟合干燥曲线,线性拟合下的R2值为最优；通过对平均干燥速率点的不同函数拟合,得到指数拟合更适合干燥速率曲线,并得到了风速为0.42m/s、0.58m/s、0.75m/s的干燥速率曲线方程,理论上可以用于推导对应风速下,温度35℃～50℃范围内任意平均干燥速率,用于指导实际生产。3)秋季稻谷热泵干燥可以利用变风速分程干燥的方法提高干燥速率和干燥效率,弥补热泵稻谷干燥机升温不足的难题。4)爆腰率实验,得到在当温度为35℃～45℃时,风速为0.42m/s～0.75m/s内,爆腰增值最大值为2.42%低于国家爆腰增值标准；当温度为50℃,风速为0.75m/s爆腰增值超出3%,故50℃时,应该将风速控制在0.70m/s以内。5)发芽率实验,得到温度为40℃-45℃时,能够较完好的保持稻谷的发芽率和发芽势。6)干燥箱角状盒应该在静应力分析的基础上,选择材料和厚度值,节约设备制造成本。
【作者】龙成树；
【导师】张艳来；
【作者基本信息】中南林业科技大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】稻谷；热泵干燥机；函数拟合；温度场；爆腰；发芽；

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