热泵烘干箱流场空载试验

张静峰,赵海波,乔玲敏,,刘 纯

(1. 烟台大学土木工程学院,山东 烟台 264005;2. 烟台大学海洋学院,山东 烟台 264005;3. 烟台艾克伦特新能源科技有限公司,山东 烟台 264006)

干燥是工农业生产中一个至关重要的环节,其中以热泵作为热源的干燥技术因其节能环保等优点应用较为广泛。热泵烘干箱可干制产品种类众多[1-4],在干燥加工产业的发展潜力巨大。热泵干燥原理是热空气在风机驱动下进入干燥区域加热物料,使得物料的水分蒸发,实现脱水[5-8]。物料在烘干箱内的干燥过程与干燥空气的流动特性紧密相关,箱内气流分布均匀性是影响干燥特性及品质优劣的重要因素。由于物料干燥是一个复杂的热质耦合传递过程,提高风速可以缩短干燥时间但效果有限,且过高的风速会破坏烘干室内流场的均匀性,影响干燥品质[9-10]。此外,提高风速需要增加风机功率,直接导致干燥能耗增加。

国内外学者对不同干燥对象的烘干箱内部流场进行研究,通过模拟仿真方法对各类烘房进行分析,提出改进设计方案和优化工艺参数[11-14]。张仲欣等[15]对食品厂的横流循环式烘干机进行气流优化,发现影响干燥均匀性的主要因素是物料通风层内气流分布不均匀,出现风速梯度引起温度差增加,导致干燥不均匀。严平等[16]在木材箱中应用风机正反转产生不同方向气流调控送风系统,提高木材干燥质量。

在热泵干燥方面,对烘干箱进行流场模拟和数值计算的研究较多[17-20],但对烘干箱内流场均匀性的试验研究相对较少。……