秸秆等温干燥热质传输机理研究（II）——动力学数值模拟——动力字数值模拟

《秸秆等温干燥热质传输机理研究（II）——动力学数值模拟——动力字数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第32卷第10期太阳能学报Vo1．32．No．102011年10月ACTAENERGIAES0LARISSINICAOct．．2011文章编号：0254-0096(2011)10．1517-06秸秆等温干燥热质传输机理研究(II)————动力学字数值1亘模拟陈登宇，张栋，朱锡锋(中国科学技术大学安徽省生物质洁净能源重点实验室，合肥230026)摘要：总结分析了生物质秸秆干燥动力学以及干燥热流的国内外研究进展，采用经验模型模拟粉末状玉米秸秆的干燥过程并对模型进行评价，在此基础上模拟干燥热流。结果表明：

2、经验或半经验的数学模型是目前干燥动力学最为广泛的研究方法，和结果显示，Midillieta1．模型对玉米秸秆干燥模拟的效果最好；干燥热流由3部分叠加而成，其中水分蒸发热流是主要部分；需热量积分结果显示模拟值与实验值吻合较好。关键词：玉米秸秆；等温干燥；干燥机理；数值模拟中图分类号：$375文献标识码：ALuikovAV运用守恒基本关系和热力学不可0引言逆输运定律，定义一组偏微分方程组以描述物料内秸秆中过多的水分，直接影响热解产物的含量部传热传质耦合的内在关系，发展起了著名的和性质，降低了秸秆燃烧热值

3、且容易导致秸秆发霉Luikov唯象干燥理论，但由于其热值传递系数没有变质。为解决秸秆高效利用中水分带来的诸多问具体的表达式，某些相变因子缺乏正确的物理原则，题，必须对秸秆进行以干燥为主的前期预处理。使得Luikov方程在理论分析和实际应用中受到一些生物质干燥过程中，传热传质有紧密的内在联限制。与此同时，WhitakerS_3通过采用真实物性的系，然而，近年来生物质干燥研究主要集中在含湿量体积平均值描述物料热质传递规律，发展起来了另与时间的关系方面，并没有结合热量的传输进行综一大物料内部干燥传热传质理

4、论，即Whitaker体积合研究。目前，对农业废弃物秸秆的干燥动力学以平均理论。体积平均方法克服了Luikov理论得到唯及干燥热流的模拟研究还未见报道。本文在前文⋯象系数的困难，己成为一种研究多孔状物料干燥特实验分析的基础上，对粉末状玉米秸秆干燥动力学性的主要方法。进行分析，并通过干燥模型对干燥过程需热量进行在干燥机理基础上推导出的干燥方程组，能较数值模拟，以期为原始状态秸秆和其他生物质的高好反映物料干燥过程传热传质的本质，各参数具有效利用以及干燥装置的设计提供数据基础。较强的物理意义，但由于理论公

5、式的推导过于复杂，1干燥传质的数值模拟求解比较麻烦，并且对特定物料特定边界条件建立的数学方程组，并不具有很强的通用性，给实际应用1．1干燥动力学研究进展带来困难。近年来，一些学者采用回归分析的方法，干燥动力学研究可以深入了解干燥机理，预测干燥过程并对工程应用具有指导意义。近年来，国直接通过不同函数对干燥曲线进行分段拟合，也取内外学者做了大量工作，目前主要是从以下3个方得了较好效果。胡建军等对含湿量35％的棉花面对干燥过程进行数值模拟研究：①数学公式的理秆进行研究，结果表明：预热段、恒速段和降速段的论

6、推导；②干燥曲线的回归分析；③经验和半经验的最佳拟合方程分别为抛物线、线性和幂曲线方程。数学模型。王喜明等对桉树木材的研究发现，含水率与时间收稿日期：2009-09-29基金项目：国家科技支撑计划(2007BAD34B02)；中科院知识创新方向性项目(KGCX2一YW-330)；农业部绿色农业项目(2007-15)通讯作者：朱锡锋(1962一)，男，教授，主要从事生物油制取、精制及应用方面的研究。xfzhu@ustc．edu．el太阳能学报32卷的关系依次成线性和二次多项式的关系。干燥曲线型的拟合效

7、果，结果显示ModifiedPage模型能最好的分段回归，适用于干燥曲线不规则或者干燥曲线地模拟蘑菇干燥过程，其均大于0．99。Sacilik分段较明显的情况。Kamil等¨采用RMSE(均方根偏差)判断拟合数据干燥动力学最为广泛的研究方法是采用经验或与实验数据的离散程度，结果表明Logarithmic模型半经验的数学模型6。一些研究者在数学模模拟苹果片的效果最好，其RSME值为0．00016。而型的基础上结合Fick扩散定律和Arrhenius公式，不AlibasOzkanI等认为有必要对拟合数据

8、做出可仅模拟了干燥过程，并对一些重要参数(如干燥活化靠性判断，他们采用了SEE(估计标准误差)来评价能、扩散速率)进行计算，取得了很好结果。GiriSK模型拟合的优度，结果表明Page模型的SEE值均在等

9、9]、AkalD等_】先后用Page模型研究蘑菇、稻谷0．018035以下，此模型的拟合程度最好。某一评价的干燥动力学特性；shiJunling等¨发现草莓的辐标准并不能完全反映所有信息，甚至有的不能及时射干燥过程用Thompson模型描述较好，并计算了扩做出判断。