南昌航空大學(xué)科技學(xué)院外文翻譯1關(guān)于離心流化床烘干機(jī)熱量與質(zhì)量傳遞的試驗(yàn)研究M.HShi，H.Wang，Y.L.Hao中國(guó)南京東南大學(xué)電力工程系210096摘要我們正在做一項(xiàng)熱量和質(zhì)量傳遞特性的試驗(yàn)研究，就是前兩天潮濕的物質(zhì)在離心流化床（CFB）烘干機(jī)的干燥過(guò)程。每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)要300到500之間。測(cè)試材料有濕的沙，玻璃粉和切成片的食物。入口和出口的氣體溫度和濕球溫度，以及床的溫度都被測(cè)出。通過(guò)質(zhì)量平衡法，在氣體階段立即決定了水分含量?？梢詼y(cè)出表面氣流速度、顆粒直徑和形狀、床的厚度、床的轉(zhuǎn)數(shù)以及干燥特性最初的溫度的影響。我們獲得了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可以用來(lái)計(jì)算在離心流化干燥器內(nèi)氣體顆粒的熱量傳遞系數(shù)。關(guān)鍵詞：干燥；熱量和質(zhì)量傳遞；離心流化床1.引言CFB干燥是一項(xiàng)新技術(shù)，潮濕的材料要離心力范圍內(nèi)通過(guò)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)來(lái)完成一個(gè)被高度提高的熱量和質(zhì)量傳遞。這種機(jī)床本質(zhì)上是一個(gè)圍繞對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形籃子，上面有一個(gè)能滲水的圓柱形墻體。干燥物進(jìn)入籃子，因?yàn)樾D(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，它們被迫在籃子周圍形成一個(gè)環(huán)形層。氣體通過(guò)能滲水的圓柱墻注入，當(dāng)力量通過(guò)流化介質(zhì)平衡了離心力，機(jī)床開(kāi)始流化。不像垂直機(jī)床一樣有一個(gè)固定的引力力場(chǎng)，離心床的體積力成為一個(gè)可調(diào)節(jié)的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)由旋轉(zhuǎn)速度和籃子的半徑?jīng)Q定。原則上，在任何氣體流速情況下，通過(guò)改變機(jī)床旋轉(zhuǎn)速度都能達(dá)到最小流化作用。用一個(gè)比引力還大得多的強(qiáng)離心力場(chǎng)，機(jī)床可以經(jīng)得起一個(gè)大的流速，而不形成大的氣泡。因此，在高氣體流速下氣體-液體的聯(lián)系得到了改進(jìn)，并且在干燥過(guò)程中能達(dá)到熱量和質(zhì)量傳遞。因?yàn)檫@個(gè)原因，CFB干燥器在干燥業(yè)得到頗多關(guān)注。文獻(xiàn)中只能找到一些研究CFB干燥的調(diào)查著作。拉扎爾和法卡斯1,2布朗3執(zhí)行了CFB切片水果和蔬菜的干燥過(guò)程，卡爾森4調(diào)查了CFB大米干燥情況。這些調(diào)查報(bào)告都非常的有益，但它們主要關(guān)注的是工業(yè)申請(qǐng)CFB的可能性。CFB的流動(dòng)行為和干燥特性是非常復(fù)雜的，并且仍然不是很清楚。為了評(píng)估物體表面溫度，從氣體到物體的熱量傳遞知道是標(biāo)非常有必要的。為了特定的目的，定量的CFBs熱量傳遞特性的知識(shí)是必須的。在這篇論文中，做了一個(gè)關(guān)于流動(dòng)行為和CFB的氣體-液體的熱量和質(zhì)量傳遞特性的試驗(yàn)，影響干燥過(guò)程的主要因素被檢測(cè)和討論。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院外文翻譯22.實(shí)驗(yàn)裝置圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意表。一個(gè)圍繞水平軸的圓柱形籃子安裝在一個(gè)密封的圓柱形盒子內(nèi)?；@子直徑為200mm，寬度為80mm?；@子的側(cè)面有直徑為3mm的洞，用來(lái)分散氣體，有22.7%的開(kāi)放區(qū)域。圖1.實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)表覆有200個(gè)不銹鋼絲網(wǎng)，用來(lái)防止機(jī)床材料腐蝕。在籃子末端墻體的中心處有一個(gè)直徑為80mm的洞，用來(lái)排出氣體。一個(gè)變速發(fā)動(dòng)機(jī)被用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)籃子，通過(guò)一個(gè)軸來(lái)連接籃子墻體的另一端。用一個(gè)LZ-45轉(zhuǎn)速計(jì)來(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。空氣由一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)吹入?？諝赓|(zhì)量流率的測(cè)量采用孔板流量計(jì)?？諝饧訜崾褂玫氖且粋€(gè)電熱器。一個(gè)t形管閥是用來(lái)控制流體方向。空氣溫度穩(wěn)定在期望值(約100)后，打開(kāi)球上的閥門，干燥實(shí)驗(yàn)便開(kāi)始了；熱空氣流經(jīng)分散器到達(dá)機(jī)床后進(jìn)入大氣層。壓降是通過(guò)一個(gè)U形量表來(lái)測(cè)量的。一個(gè)壓力探針沿著中心線伸到籃筐里，離端壁10毫米遠(yuǎn)。在相同的操作條件下，也進(jìn)行了不使用機(jī)床材料來(lái)獲取穿過(guò)分散器的壓力差異的試驗(yàn)。穿過(guò)機(jī)床的壓降通過(guò)pBed=pTotalp分散器來(lái)測(cè)量。入口氣體溫度、出口氣體溫度和在不同位置的床溫度隨時(shí)間變化是使用熱電偶探頭來(lái)測(cè)量的，數(shù)據(jù)記錄是采用3497A記錄數(shù)據(jù)采集/控制單元。在干燥過(guò)程中測(cè)試材料的含水量是通過(guò)在氣體階段的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院外文翻譯3水分平衡法來(lái)測(cè)量，即通過(guò)測(cè)量在氣體階段用干濕燈泡溫度計(jì)來(lái)入口與出口處的濕潤(rùn)度。圖2.離心流化床的一個(gè)特別部分時(shí)間間隔從tj到tjC1的水分平衡是11)(tjtjxjxjdxMsdtHinHoutG（公式1）。在時(shí)間tj+1,測(cè)試材料的水含量是dtttGHHMxxinoutsjjjj)(11(公式2）。采用干燥重量法測(cè)試材料樣品達(dá)到初始含水率,我們能得到隨著時(shí)間的含水率的變化,因而,干燥率計(jì)算為dtdxRSMps（公式3）.干燥的表面Sp作為測(cè)試材料全部表面積為VaVdSpsp)1(6（公式4）。忽略射線熱傳導(dǎo)和周圍的熱損失，如圖2所示，不同體積時(shí),在任何給定的時(shí)間機(jī)床的能量等式是這樣的：dllhaHdGTTrTcsggpg)(20（公式5）。該方程可以使用在整個(gè)機(jī)床來(lái)獲得傳熱系數(shù):)ln()2(,0TTTTrGcsingsoutgpgLLaHh（公式6）3.結(jié)果與討論3.1.機(jī)床的壓降與初始流化特性圖3顯示機(jī)床壓降的變化，沙床表面氣流速度,在干燥測(cè)試中不同的旋轉(zhuǎn)速度，在初始流化階段,壓降增大均隨著流速。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院外文翻譯4圖3.CFB沙子的流化曲線(dpD0.245mm,nD400rpm).材料(上/下):(m/h)沙；(d/s)玻璃珠當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)時(shí)，壓降將保持幾乎不變。但是，切片，觀察成塊的材料所得的結(jié)果不同。壓降曲線有一個(gè)最大值，它對(duì)應(yīng)的臨界液化點(diǎn),如圖4。在初始流化階段,慢慢增大壓力降的增加與流速。當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn),壓降隨著氣速的增加而下降。這是因?yàn)樵陔x心力場(chǎng)內(nèi)，切片材料的自鎖現(xiàn)象逐漸減弱,并且因?yàn)闄C(jī)床變得統(tǒng)一。這造成了一個(gè)流阻。降低機(jī)床轉(zhuǎn)速可以降低機(jī)床壓降和臨界氣速，如圖4。這是由于減在了床上旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)削弱離心力場(chǎng)和導(dǎo)致流動(dòng)阻力減少。它也可以從圖4看出來(lái):切片土豆的臨界流化速度要小于塊狀