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第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 4

1.2.1过热蒸汽干燥研究现状 4

1.2.2流化床干燥研究现状 10

1.2.3气体—颗粒两相流模型研究现状 14

1.3主要研究内容 19

1.3.1干燥模型模拟概述 19

1.3.2过热蒸汽流化床干燥机理 20

1.3.3过热蒸汽流化床干燥实验 20

1.3.4过热蒸汽流化床干燥过程的数学模型 20

1.3.5数学模型的数值求解 21

1.3.6过热蒸汽流化床干燥过程模拟 21

第2章 干燥模型模拟方法概述 22

2.1模型模拟基础 22

2.1.1模型 22

2.1.2模拟 25

2.1.3干燥过程的模型模拟 26

2.2基于被干燥物料的模型 27

2.2.1温度模型 27

2.2.2湿度模型 30

2.3基于干燥过程的模型 33

2.3.1固定床稳态干燥模型 34

2.3.2连续式流化床干燥模型 38

2.3.3喷雾干燥模型 41

2.4干燥过程模拟 43

第3章 过热蒸汽流化床干燥机理 44

3.1流态化技术基础 44

3.1.1流态化现象 44

3.1.2流化床特性 48

3.1.3颗粒物料的物理特性 48

3.2流化床气体动力学 54

3.2.1流化曲线 55

3.2.2床层压降 56

3.2.3临界流化速度 56

3.2.4挟带速度 58

3.2.5操作流化速度 59

3.3流化床内的传热传质 59

3.3.1流化床内的传热 59

3.3.2流化床内的传质 62

3.4流化床干燥设备 63

3.4.1单级圆筒型流化床干燥器 64

3.4.2卧式多室连续流化床干燥器 66

3.4.3多层流化床干燥器 67

3.4.4脉冲流化床干燥器 67

3.4.5冲击流干燥器 68

3.4.6离心流化床 69

3.5过热蒸汽流化床干燥理论 70

3.5.1湿物料性质 70

3.5.2过热蒸汽干燥机理 71

3.5.3过热蒸汽流化床干燥过程 85

3.6本章小结 86

第4章 过热蒸汽流化床干燥实验 88

4.1实验目的与内容 88

4.2实验装置 89

4.3实验物料 92

4.3.1实验物料的制备 92

4.3.2实验物料的物理参数测定 93

4.4实验测量方法 94

4.4.1流化曲线 94

4.4.2干燥曲线 95

4.4.3油菜籽温度曲线 96

4.4.4干后产品物性的分析方法 96

4.5实验工况及条件 97

4.6实验结果 98

4.6.1油菜籽的流化曲线 98

4.6.2油菜籽的干燥曲线 99

4.6.3干后油菜籽物性的对比分析 103

4.7本章小结 105

第5章 过热蒸汽流化床干燥的数学模型 106

5.1物理模型 107

5.1.1过热蒸汽流化床干燥系统 107

5.1.2模拟区域 107

5.2过热蒸汽流化床干燥过程的数学模型 108

5.2.1气体—颗粒两相流动系统控制体 109

5.2.2体积平均概念 110

5.2.3基本假设 110

5.2.4控制方程组 111

5.2.5颗粒群动力模型 115

5.2.6湍流模型 118

5.2.7曳力模型 120

5.2.8蒸汽—颗粒两相间热质传递模型 121

5.3物性参数模型 126

5.4边界条件 127

5.4.1进口边界 128

5.4.2出口边界 128

5.4.3对称轴边界 128

5.4.4壁面边界 128

5.5本章小结 129

第6章 数学模型的数值求解 130

6.1模拟区域网格化 131

6.2控制方程离散化 133

6.3气粒两相体积分数方程离散化 135

6.4压力—速度耦合 136

6.4.1 SIMPLE算法 137

6.4.2 PC-SIMPLE算法 141

6.5干燥过程的模拟计算流程 142

6.6本章小结 143

第7章 过热蒸汽流化床干燥过程模拟 145

7.1常压下油菜籽过热蒸汽流化床干燥过程模拟 145

7.1.1油菜籽物性参数 145

7.1.2过热蒸汽物性参数 146

7.1.3干燥参数 147

7.1.4边界条件与初始条件 149

7.1.5计算机硬件配置 151

7.1.6模拟结果与分析 151

7.2过热蒸汽流化床干燥过程模拟试验 162

7.2.1不同物理模型的流态化模拟结果比较 163

7.2.2干燥室内操作压力对干燥过程的影响 165

7.2.3进口过热蒸汽温度对干燥过程的影响 171

7.2.4进口过热蒸汽表观速度对干燥过程的影响 173

7.3本章小结 175

第8章 总结与展望 176

8.1工作总结与主要创新 176

8.2研究展望 181

参考文献 183

符号表 194

论文论著发表情况 198