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果蔬真空低溫干燥箱擱板的傳熱分析及試驗(yàn)研究
擱板是果蔬真空低溫干燥設(shè)備的核心部件之一,，本文以實(shí)驗(yàn)室果蔬真空低溫干燥箱擱板為基礎(chǔ),，分析了其傳熱過程,，模擬其加熱擱板的溫度分布。并且,，將獼猴桃作為試驗(yàn)樣品,，擱板作為研究核心，通過試驗(yàn),，研究了加熱介質(zhì)流速和擱板溫度均勻性的關(guān)系,，驗(yàn)證了擱板的溫度分布情況。同時(shí),，試驗(yàn)表明提高加熱介質(zhì)的流速能夠降低擱板加熱介質(zhì)進(jìn)出口的溫差,。設(shè)計(jì)改進(jìn)擱板后，擱板溫度分布表明,，擱板的傳熱均勻性得到了改善,。
真空干燥箱主要由干燥箱體、加熱擱板,、物料托盤等部件組成,。加熱擱板是有料盤式干燥箱內(nèi)的核心部件，擱板溫度均勻度影響物料溫度和其濕分汽化速率的均勻度,，直接影響到物料的干燥速率和干燥品質(zhì),。因此合理設(shè)計(jì)擱板結(jié)構(gòu)，在真空干燥箱的設(shè)計(jì)中顯得尤為重要,。
目前國內(nèi)已有一些科研院校和企業(yè)對真空干燥箱進(jìn)行研究,，并設(shè)計(jì)了相關(guān)的干燥設(shè)備，其中也涉及到了加熱擱板的結(jié)構(gòu)和加熱介質(zhì),?？捎糜诘蜏馗稍锏恼婵崭稍锵渫ǔ＿x取的加熱介質(zhì)為熱水或者蒸汽。國內(nèi)201120535547.3提出了一種低溫真空干燥設(shè)備,，其真空干燥箱內(nèi)盤繞熱水管道,，熱水進(jìn)入料盤內(nèi)嵌管道進(jìn)行傳熱。國內(nèi)201220154465.9公開了一種真空干燥箱,，真空干燥箱內(nèi)設(shè)置有盤管(用于支撐料盤),，熱水進(jìn)入盤管作為熱源，同時(shí)為了避免物料單側(cè)受熱不均勻,，料盤正上方均布有紅外管,。這兩項(xiàng)都確定了真空干燥箱的基本結(jié)構(gòu)都未對加熱盤管或擱板結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行深入研究。
本文采用試驗(yàn)測算和分析結(jié)合的方法,，模擬加熱擱板在恒速干燥過程中的熱分布,，試驗(yàn)驗(yàn)證擱板熱分布對獼猴桃切片干燥速率的影響。提出改進(jìn)方案,，并分析其合理性,。
1、真空干燥箱擱板
1.1、擱板結(jié)構(gòu)
擱板是真空干燥箱中的加熱源,，通常有介質(zhì)流經(jīng)擱板對其進(jìn)行加熱,。介質(zhì)加熱擱板的結(jié)構(gòu)分為兩種，分別為加熱管(盤管)式擱板(圖1(a))和槽道式擱板(圖1(b)),。加熱介質(zhì)在小型真空干燥設(shè)備中,，可以采用電加熱;在大中型干燥箱中，通常采用熱蒸汽,、熱水或?qū)嵊偷冉橘|(zhì)為干燥箱提供熱能,。加熱管式擱板通常是將加熱管釬焊在擱板上，焊縫均勻度,、加熱管均勻分布度等,，均影響擱板溫度的均勻性。但是,，對于加熱管式擱板,，加熱介質(zhì)的流速也是影響擱板溫度的重要因素。
圖1 真空干燥箱擱板模型
5,、結(jié)論
本文針對實(shí)驗(yàn)室果蔬真空低溫干燥箱擱板進(jìn)行了傳熱分析,、溫度模擬和試驗(yàn)，并根據(jù)分析和試驗(yàn)對其進(jìn)行了改進(jìn),，得出以下結(jié)論：
(1)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室果蔬真空低溫干燥箱擱板的加熱介質(zhì)入口和出口之間的溫差較大,，然而，在其他條件一致的情況下,，擱板的溫度越高,，物料的干燥速率越高，因此,，擱板加熱介質(zhì)入口和出口之間存在的溫差過大會(huì)引起物料干燥速率相差較大的問題,。
(2)加熱介質(zhì)流速越高，管內(nèi)對流換熱系數(shù)越高,，加熱管表面溫度越接近加熱介質(zhì)的溫度,，加熱介質(zhì)進(jìn)出口溫差越低。同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果也表明,，提高加熱介質(zhì)流速能夠緩解擱板溫度分布不均勻的情況,。
(3)改進(jìn)擱板結(jié)構(gòu)為逆向雙回路，一路水管的出水口與另一路水管的進(jìn)水口相連接,，形成一個(gè)長程單循環(huán)水路,，進(jìn)出口在同一側(cè)，能使擱板的受熱更加均勻,。
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