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烘干機(jī)干燥系統(tǒng)模型設(shè)計(jì) 在傳統(tǒng)方法中，利用相似理論建立等比例或者縮尺比例模型來研究空間流場(chǎng)特性是比較準(zhǔn)確可靠的方法，但此方法耗資較多，且周期較長。建立相似模型的目的就是為了解決在理論上還不能解決的應(yīng)用問題，相似模型被應(yīng)用在很多學(xué)科中[39]。本文搭建了熱泵型烘干房縮尺比例的試驗(yàn)臺(tái)模型，該試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同物料的干燥實(shí)驗(yàn)，從而出總結(jié)出不同物料干燥動(dòng)力學(xué)曲線變化規(guī)律以及不同物料的干燥工藝。

烘干機(jī)模型條件的分析 完全遵守是比較困難的。在實(shí)踐中，通常采用近似模化的方法。

（1）為了滿足幾何相似的要求，縮尺模型的尺寸是按比例縮小的。

（2）如果是穩(wěn)定過程，時(shí)間條件就無任何意義，所以不需要考慮。 

（3）溫度場(chǎng)相似和溫度相近這兩個(gè)條件，是保持物理參數(shù)近似相似的關(guān)鍵。 

（4）模型與原型中發(fā)生的過程和現(xiàn)象基本上是相同的，所以基本微分方程組是相同的。

（5）邊界上重要的是保證熱流量的相似，而溫度場(chǎng)的相似可以忽略。烘干機(jī)內(nèi)送風(fēng)氣流雷諾數(shù)由設(shè)計(jì)參數(shù)算出。在烘干過程中，當(dāng)烘房內(nèi)溫度為較大值時(shí)，v值較大，此時(shí) Re 達(dá)到較小值。若較小值在自模區(qū)，則其他溫度范圍內(nèi)必定也在自模區(qū)范圍內(nèi)，由實(shí)際烘房參數(shù)可求得 Re 。

烘干機(jī)預(yù)熱階段的相對(duì)濕度對(duì)干燥過程的影響 在較高的相對(duì)濕度下，物料溫度的升高加快，所以內(nèi)部水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)也加速了。經(jīng)過高濕空氣處理的物料，其內(nèi)部與表面的溫濕度都更接近；濕度逐漸下降時(shí)，從內(nèi)到外的溫度梯度和濕度梯度是相同的，有利于水分蒸發(fā)加速干燥，也可減少結(jié)殼現(xiàn)象。如果棗皮焦化變硬，在烘干機(jī)干燥的蒸發(fā)階段的水分是很難出來的，這就很容易形成坐囤棗，現(xiàn)針對(duì)預(yù)熱階段時(shí)期相對(duì)濕度對(duì)干燥過程的影響展開試驗(yàn)研究。

本次試驗(yàn)方案多了一個(gè)加濕的過程，在加濕室內(nèi)采用超聲波霧化設(shè)備進(jìn)行加濕，將霧化設(shè)備的容器放入加濕室內(nèi)。超聲波霧化設(shè)備的原理就是通過高頻諧振把液態(tài)水分子打散，從而產(chǎn)生水霧。用振蕩頻率為 1.7MHz  或 2.4MHz 的電子高頻震蕩使陶瓷霧化片產(chǎn)生高頻諧振，不再需要其他的輔助工序。將預(yù)熱升溫階段干燥室的相對(duì)濕度分別控制在 40%、50%和 60%，當(dāng)濕度要求為 60%時(shí)使用兩個(gè)霧化設(shè)備，因?yàn)樵陬A(yù)熱階段后期一個(gè)霧化設(shè)備不能達(dá)到濕度要求。通過控制霧化設(shè)備的啟停來控制干燥室內(nèi)的濕度。風(fēng)速為 1.2m/s，在烘干機(jī)預(yù)熱階段加濕，預(yù)熱結(jié)束后關(guān)閉加濕裝置。進(jìn)行相對(duì)濕度分別為 40%、50%和 60%的三組對(duì)比試驗(yàn)，研究預(yù)熱階段干燥室內(nèi)相對(duì)濕度對(duì)蒸發(fā)階段和干燥階段的影響。本次試驗(yàn)還增加了對(duì)物料溫度的測(cè)量，研究物料溫度隨時(shí)間的變化情況，這對(duì)研究整個(gè)干燥過程也很有意義。

根據(jù)烘干機(jī)的構(gòu)造，采用同側(cè)下送上回的送風(fēng)方式，并制定了紅棗干燥工藝。預(yù)熱階段：初始溫度從 30℃開始，以每小時(shí) 5℃的梯度升溫，直至第 7 個(gè)小時(shí)升溫至 65℃；蒸發(fā)階段：維持 65℃的溫度 12 個(gè)小時(shí)；干燥階段：降溫至 55℃繼續(xù)干燥，直至紅棗的含水率達(dá)到要求。

通過對(duì)比試驗(yàn)確定了烘干機(jī)的風(fēng)速，以及整棗與切片棗的對(duì)比，在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了預(yù)熱階段的相對(duì)濕度對(duì)干燥過程的影響。并通過三組相對(duì)濕度對(duì)比試驗(yàn)來研究了相對(duì)濕度對(duì)冬棗干燥過程的影響。 

（1）在風(fēng)速對(duì)比試驗(yàn)（0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s）中發(fā)現(xiàn)風(fēng)速越大干燥時(shí)間越短，干燥效果越好，提高風(fēng)速有利于提高干燥過程的干燥速率，從而縮短干燥時(shí)間。

 （2）在濕度對(duì)比試驗(yàn)（40%、50%、60%）中發(fā)現(xiàn)提高預(yù)熱階段的相對(duì)濕度，有利于棗皮變軟和提高蒸發(fā)階段的干燥速率，總的干燥時(shí)間也縮短，干燥效果也更好。 

（3）風(fēng)速為 1.2m/s、預(yù)熱階段的相對(duì)濕度為 60%時(shí)，冬棗的整體干燥效果較好，干燥時(shí)間短。提高預(yù)熱階段的相對(duì)濕度有利于提高冬棗口感的厚實(shí)度，表皮光澤也更好；還可減輕表皮的硬化結(jié)殼現(xiàn)象，水分在蒸發(fā)階段更容易排出，棗的皺縮程度比較均勻；減小坐囤棗的概率，提高了得棗率，也節(jié)省了干燥時(shí)間。 因?yàn)榧t棗的干燥過程較復(fù)雜，分為了三個(gè)階段，對(duì)于溫度、濕度和風(fēng)速的相互作用的界限不好確定，且關(guān)于冬棗干燥工藝的試驗(yàn)研究相對(duì)較少，所以并沒有對(duì)三個(gè)因素的相互作用進(jìn)行正交試驗(yàn)。烘干機(jī)采用正交試驗(yàn)的目的是為了找到較優(yōu)的工藝條件，正交試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是可以減少試驗(yàn)的次數(shù)，為了系統(tǒng)的掌握試驗(yàn)結(jié)果，還需對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

若想讓變量之間建立起經(jīng)驗(yàn)公式，還可把正交試驗(yàn)與回歸分析方法結(jié)合起來，利用了其中的原理，即回歸正交試驗(yàn)法。在接下來對(duì)于紅棗干燥工藝的試驗(yàn)研究可根據(jù)每個(gè)階段的特點(diǎn)采取不同的試驗(yàn)方案，從而使干燥工藝得到優(yōu)化。中國是世界上的第二大經(jīng)濟(jì)體，二氧化碳的排放量也都居世界首位，節(jié)能減排一直都是人們最為關(guān)注的問題。干燥是我國大量工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的基礎(chǔ)性生產(chǎn)環(huán)節(jié)，且涉及范圍廣，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。其耗能量約占國民經(jīng)濟(jì)總能耗的 12%，又是能耗大戶。干燥環(huán)節(jié)不僅耗能多，排出的有害污染物也是我國環(huán)境污染的重要來源。所以，干燥行業(yè)應(yīng)重視節(jié)能減排，可通過改變熱源、優(yōu)化干燥工藝和提高監(jiān)測(cè)控制精度實(shí)現(xiàn)。