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在总结分析现有干燥设备、干燥工艺特性,以及爆腰产生机理和缓苏作用的基础上,为缓解干燥质量和干燥效率以及干燥能耗之间的矛盾,提出多机串联组合和单机高低温顺混流组合干燥的工艺模式,即对于南方高水分稻谷,在高水分段可采用快速干燥,缓苏一段时间,然后进行高低温顺混流干燥的组合工艺模式进行干燥。
从干燥方式组合和干燥缓苏组合两方面分析了组合干燥机理,得出了高湿稻谷合理的干燥工艺。在分析横流、顺流、混流、逆流等热风干燥方式的基础上,确立了组合干燥工艺方案及调控基础参数;通过干燥热动力学研究,系统地进行了组合干燥能量分析,阐明了高低温组合干燥的节能效果。
通过薄层试验探讨了两段快速干燥工艺的实用性。利用不同品种的稻谷进行变温干燥试验,结果表明温度变化方式中从高到低的变温干燥方式可以降低爆腰率,在合理的操作条件下,可以大幅度地提高干燥速率而不致引起爆腰;在干燥过程中稻谷温度不宜超过55℃。在本试验条件下,任意初始含水率的稻谷,在快速干燥后,经48小时缓苏,再进行二次干燥,均呈现二段降速干燥过程,这一现象表明,可以在保证干燥质量的前提下,利用降速干燥第一段,实现快速去水,达到提高干燥效率、降低能耗的目的。
在干燥机理、干燥工艺研究的基础上,进行了塔式干燥机关键部件的研究,分析了角状盒影响因素并提出优化设计方案。分析了角状盒的形状、数量、摆布方式、间距、大小等对谷物干燥的均匀性(干燥质量),风速(速率),风阻(风机的功率消耗)的影响,综合前人经验确立了设计原则;通过谷粒单面极限受热试验,得出不同工况下的受热极限时间,建立了谷物质量流量与角状盒斜边尺寸关系;通过热应力和水分偏差应力与稻谷产生爆腰间作用机理的综合试验,证实了干燥过程中的谷粒在角状盒斜边上的停留时间不宜大于极限受热时间。利用因次分析法对干燥过程中的放热系数,压力降进行了理论分析,得出塔高不同部位降水速率是不同的。
在自制的能量发生与转换装置试验台上,通过调整风门开度,可以实现由单一热风炉提供两种温度的干燥介质并评估了这一方法的可行性;根据试验数据建立了无量纲表格和回归方程,为相似工况下自动化生产供热提供理论参考依据。