新型脉动流化干燥机设计与试验

20世纪60年代开始，国外对脉动流化床的空气动力学特性、床层压力降和干燥特性等进行了一些研究，但大都局限在试验研究上，国内在这一领域的研究基本属于空白1992年脉动干燥机理及其在农产物料干燥中应用的研究“课题对脉动干燥新工艺系统地进行了探索，对干燥过程中的主要工艺参数进行了研究，为提高农业物料的干燥强度、改善其传热传质特性提供了一种新途径。在此基础上本文研制了5HM-1型脉动流化干燥机。
1干燥机工作原理1型脉动流化干燥机的结构简图。通过旋转阀分配器周期性遮断热空气流，并且引导它流向强制通风室的各个区段。强制通风室位于常规流化床支撑筛板的下面。来自旋转分配器的气流周期性地驱动具有矩形横截面的斜坡型流床层当气流流向下一个室时，该通风室对应的床层的流化段几乎变成停滞状态。实际上由于气体的压缩性和床层的惯性，整个床层能够很好流化气流的正弦式变化使活性床层位置改变更加平稳和传统的流化床干燥机相比，具有周期性变位气流的脉动流化床有如下优点：即使是异向性大颗粒（例如so-somm或1.5~3.5mm厚的蔬菜）也能良好流化；减小了床层压降（7~ 12）；降低小流化速度（8~23）；改善床层结构（无沟流，较好的颗粒混合）；浅床层操作；节省能量，高达5（ 2气流旋转阀分配器的工作原理1型脉动流化干燥机气流旋转阀分配器的结构简图。首先气体进入分配器进气室，然后通过旋转圆盘上扇形孔导入分配器头部的3个室，头部被互成120的隔板分成3个室，气流通过短管流出分配器，通过输送管强制输送到干燥机的强制通风室，后气流通过支撑筛板和床层物料旋转圆盘由电动机以不变的角速度驱动。在每个强制通风室中，气流速度的变化是从零到大又变到零，当旋转圆盘上的扇形孔与分配器头部的扇形进气孔正好重叠时，该室气流速度达到大3瞬时气流速度的变化规律是旋转圆盘转动到不同位置对强制通风室中瞬时气流速度、床层状态的影响规律，其中强制通风室中瞬时气流速度Ua与旋转圆盘的位置角U的关系（a）旋转圆盘的不同位置对床层状态的影响（b）旋转圆盘的不同位置对每个强制通风室中瞬时气流速度Ua的影响（c）Ua与U的关系曲线由此可见，二者都取决于旋转圆盘上的扇形孔开度角U的大小为了便于计算和分析，做了如下假设：气体流经旋转圆盘、分配器头部和隔板时没有阻力；流动的气体不可压缩当旋转圆盘的瞬时位置一定时，恒定气流（流量为Q，单位是m3/h）分配到相邻强制通风室内的气体量与旋转圆盘上扇形孔和分配器头部进气孔相重叠的程度有关因此有1一一当旋转圆盘转动到某一位置时，流经相邻的两个强制通风室n和1中的气流量FTFT.一一当旋转圆盘转动到某！位置1的气流所通过的旋转圆盘上扇形孔面积TT+1?一当旋转圆盘转动到某一位置时，流向相邻的两个强制通风室n和n+1的气流所通过的旋转圆盘上扇形孔对应的角度一旋转圆盘上的扇形孔开度，T=T+T+i=假如旋转圆盘转动到某一位置时T=T=及T+1=T=，那么的函数关系呈三角形（如b和3c）在5HM-1型脉动流化干燥机中有3个强制通风室，打开其中一个强制通风室所需时间是= -r（r是旋转圆盘转动一周需要的时间）实际上，瞬时气流速度Ua与时间的关系曲线不完全是三角形。因为当气流流过分配器时，有明显的阻力，如所示，Ua/Umax=/⑴，Ua曲线下包含的面积与三角形的面积相近4试验结果本文进一步研究了几种物料（谷物、酒糟、蔬菜等）在脉动流化床中的基本流体力学特性、床层的膨胀与混和，脉动流化床内热空气与被干燥物料的传热规律以及脉动流化床的干燥特性。
1型脉动流化干燥机的主要操作参数设定为：床层高度：0. 1900Pa；气流脉动频率：2-测试用物料：稻糠（经过发酵），该物料有一定的粘性，不易流化物料发酵一定时间并晾干后其含水率为3胳~ 32，进入干燥机；经约10min的干燥后，物料离开干燥机，此时它的含水率为20 ~18；出机后的物料待冷却后，其含水率继续降低，达到18~16.进入干燥机的气流速度为1.4~2.1m/s；热风温度为70 55C；环境温度为25C.气流的脉动频率是2~3Hz测试结果如表1，表明达到了预期的试验效果表1测试结果项目干燥能力/1h-1技术要求测试结果5结束语本文对气流旋转阀分配器的工作原理、干燥机内瞬时气流速度变化规律进行的系统研究，是对该项技术研究的深入；以此为基础研制的脉动气流干燥机，进一步证明了它高效节能的特点。