干燥作為食用菌加工處理中的重要手段,耗能巨大,且干燥行業(yè)熱效率普遍較低,僅為25%-50%,而干燥裝置結(jié)構(gòu)與能源消耗緊密相關(guān),同時,熱空氣速度是影響食用菌干燥效果的重要因素。

因此,本文基于CFD數(shù)值模擬軟件,橫向分析不同干燥箱結(jié)構(gòu)對流場分布均勻性的影響；縱向分析不同截面角度和入口風(fēng)速對流場分布均勻性的影響；

并對改進后的干燥箱進行試驗驗證,為改善干燥箱內(nèi)流場分布均勻性、提高干制品質(zhì)量提供設(shè)計依據(jù),對通過完善干燥箱的結(jié)構(gòu)形式來提高能源利用率具有一定的借鑒意義。

針對傳統(tǒng)箱式干燥裝置熱空氣均勻性差的問題,本文采用計算流體動力學(xué)的方法,基于箱體內(nèi)部速度場分布特性,設(shè)計出一種變截面-靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱。

干燥箱箱體內(nèi)設(shè)有兩塊帶有調(diào)風(fēng)孔的隔板,將干燥箱分隔成變截面平行送風(fēng)區(qū)、干燥區(qū)間和平行回風(fēng)區(qū)三個區(qū)域,送風(fēng)靜壓空間內(nèi)設(shè)置一個角度可調(diào)節(jié)的變截面,改善干燥箱內(nèi)速度場分布狀況。

結(jié)果表明變截面-靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱內(nèi)部流場分布狀況明顯改善,干燥箱內(nèi)各個方向上的流場分布情況較為均勻,從而有效提高食用菌干燥質(zhì)量,提高能源利用率。

第一階段模擬分析不同結(jié)構(gòu)形式干燥箱的速度場分布狀況,結(jié)果表明,變截面-靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱的風(fēng)速場分布狀況明顯改善,在1.5m/s的入口風(fēng)速下,干燥區(qū)間的平均風(fēng)速在0.6m/s左右,

上部風(fēng)速基本維持在0.3-0.5m/s范圍內(nèi),與未添加變截面裝置相比,風(fēng)速較小的空間減少33%左右；

第二階段是在確定采用變截面送風(fēng)形式后,研究變截面的傾斜角度e對速度場的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)θ=arctan（1/10）時裝置較為合理；

第三階段是研究最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式下干燥箱入口速度,結(jié)果表明在熱空氣入口流速在2.5m/s左右時干燥箱內(nèi)各個方向上的流場分布情況較為均勻,空氣流速適合食用菌的干燥作業(yè)。

依據(jù)數(shù)值分析結(jié)果,進行干燥試驗,通過對干燥箱實際運行中速度參數(shù)的采集和分析,驗證變截面-靜壓式平行送風(fēng)型干燥箱內(nèi)部風(fēng)速場分布的均勻性,

通過對選取測點的風(fēng)速實際測量值與模擬數(shù)值對比發(fā)現(xiàn),兩者在數(shù)值及變化趨勢上基本呈現(xiàn)一致性,干燥箱模型能夠很好地反映風(fēng)速場的分布規(guī)律,

同時實測結(jié)果表明各截面處干燥風(fēng)速分布均勻性明顯改善,對實際干燥箱的設(shè)計可以起到一定的指導(dǎo)作用。

上海博迅BXK-30S一體式真空顯示隔板加熱真空干燥箱