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作者:刘俊杰;李鑫;刘博;杨开敏;
单位:山东建筑大学热能工程学院;
摘要:流化床因其均匀高效的特性被广泛应用于农产品干燥领域,深入研究干燥过程中的物理现象至关重要。基于CFD-DEM建立了流化床气固两相流的传热传质模型,对比分析了单球颗粒(1S)、三球颗粒(3S)、五球颗粒(5S)和七球颗粒(7S)等不同拟合模型下小麦颗粒的扩散特性和传热传质规律,揭示了空气参数的影响机制。研究表明:流化床干燥过程中,干燥不均匀性随时间延长加热速率则逐渐降低;底部区域颗粒的热通量较高,表明气相和固相之间高效的热传导是导致干燥不均匀的主要原因;不同拟合模型的固体分散系数变化范围为1.41×10~(-3)~1.64×10~(-1) m~2/s,其中,1S的传热和传质速率最快,5S和7S模型的物理场在空间和时间分布上极为相似,温度和含水率频率分布曲线近似重叠,说明5S模型已能准确模拟小麦的传热和传质行为;空气温度是调控传热传质速率的关键因素,而提高空气流速可有效改善干燥的不均匀性。该研究为流化床干燥工艺优化提供了理论依据,对工程实践具有重要指导意义。
关键词:流化床;;CFD-DEM;;小麦;;传热传质;;干燥