恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控

相对湿度作为干燥介质的重要参数,对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确,导致相对湿度的调控方式多依靠经验,造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程,降低相对湿度能够增大对流传质系数,加快物料表面水分蒸发;而对于传热过程,升高相对湿度能够增大对流传热系数,加快物料升温速率。相对湿度较高时,物料升温速率快,内部水分迁移量增大,但表面水分蒸发量较小;而当相对湿度较低时,物料升温速率较慢,内部水分迁移量较小,但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长,互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响,低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳,并能够提高复水性,降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构,能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较优的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为:干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小,及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小,不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小,从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传质毕渥数>0.1时,说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响,优化调控策略及适用性范围4个方面内容,明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理,为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。

基于质子膜的尿残液膜蒸馏影响因素研究

针对尿残液强酸强腐蚀性、物质含量高的特点,开发以质子膜为介质的间接加热气扫式膜蒸馏技术,完成尿残液的水分回收,以进一步提高空间站环控生保系统水资源闭合度.对比研究了7种质子膜材料的气相和液相两种接触模式下的蒸馏速率,获得质子膜材料的主动吸水、水分传输和尿残液耐受能力等特性.建立了尿残液液相接触模式下的传质传热理论模型,考察了质子膜厚度、尿残液物质浓度、进气流量、进气湿度和进气温度等5个主要变量对蒸馏速率的影响规律,其中进气湿度对蒸馏速率有着相对较大的影响.理论计算所得蒸馏速率与实测值之间的相对标准偏差为5.8%,验证了模型的有效性.研究结果为尿残液水分回收技术的开发和应用提供了理论和实验依据.

橡胶挤出加工过程中热管理问题研究进展

分析了橡胶挤出过程中热问题产生的原因及不利影响,从螺杆结构优化、外部冷却和内部传热强化及场协同原理在强化传热领域的应用等方面综述了近年来国内外橡胶挤出加工过程中热管理的研究现状,对橡胶挤出加工过程中热管理的发展方向进行了展望。

堆积结构对液态铅铋合金固态氧控影响规律

在铅铋反应堆中,固态氧控技术用于有效地抑制液态LBE(铅铋合金)对结构材料的腐蚀。目前固态氧控中堆积颗粒状态对氧传质影响的研究不足,这阻碍了设备的设计与优化。为了研究固态氧控中不同形状颗粒堆积床对高温液态铅铋中湍流氧传质的影响,建立固态氧控质量交换器数值模型,采用离散单元法生成堆积颗粒,并考虑湍流传质的数学模型。通过对不同数值模型的验证和案例分析,结果表明非均匀介质对LBE中氧传质有显著影响,均匀化的多孔介质模型低估了传质速率。颗粒形状对氧传质起到重要作用,不同形状颗粒堆积床的压力分布、速度分布和有效扩散系数有所不同。虽然单个圆环形颗粒具有较高的溶解速率,但堆积床内的总溶解速率较低。

"引黄水"在北大港水库蓄存期水质咸化机理分析及防治措施

长期以来,"引黄济津"工程是解决天津市缺水问题的一项有效措施,北大港水库是该工程惟一的调蓄水库。"引黄水"经北大港水库蓄存一段时间后水质咸化,氯离子浓度超过了地表水Ⅲ类水质标准。从质量传递理论出发,全面地分析了"引黄水"水质咸化的原因,得出了"引黄水"水质咸化受北大港水库所处地区的自然地理条件和气象条件影响的结论,提出了减缓"引黄水"水质咸化速度的一些工程措施。

双水相系统在抗生素提取和合成中的应用

论述了双水相萃取在各类抗生素浓缩、分离中的应用 ,表明双水相萃取技术不仅能用于生物大分子的分离 ,而且也能用来浓缩含生物小分子物质的发酵液 .概述了双水相系统中的热力学模型和传质研究进展 .提出只有加强药物化学、生物化学、化工工艺和化学工程诸学科间的相互渗透 ,实现学科杂交 ,才是提高传统抗生素产品分离科技含量的正确方向和解决实际问题的重要途径 .对于水溶性产品 ,如抗生素、糖、糖肽等的合成 ,需在水相中进行 ,此处利用双水相系统有其明显优势 .介绍了双水相系统与固定化酶相结合的动力学控制合成头孢力新的实例 ,充分说明了新方法的特点和介绍了实验方法的梗概 .结果表明 ,双相合成远优于单相合成 ,主要体现在降低了产物头孢力新的水解程度 。

扩散控制下固定床电化学反应器研究（1）理论研究

建立了固定床电化学反应器在扩散控制下的反应器模型，并对模型的简化进行了探讨，从理论上研究了床层几何尺寸、填充材料比表面积、电解液相有效电导率、反应物进口浓度、电解液流速对床层内电势分布的影响。

木材纤维对撞流干燥特性的研究

该文以垂直 倾斜半环多级组合对撞流干燥系统为研究对象 ,通过对木质纤维进行初含水率、气流流量、气流温度和带载率等系统参数的实验研究 ,探讨木质纤维的对撞流干燥特性 .研究结果表明 :木质纤维干燥的气流温度在 90℃时即可达到当前中密度纤维板生产中利用气流干燥所普遍采用的 12 0℃才能达到的效果 ;气流流量的变化除引起流场变化外 ,还会影响纤维在对撞腔内的停留时间和穿透深度 ,从而影响干燥效果 ;带载率的变化在一定范围内不会影响纤维干燥的质量 ,但影响系统产量 ;系统能够适应现有生产系统纤维原料初含水率的变化 ,干燥品质不受初含水率的影响 ;采用对撞流干燥系统可以使设备管道长度大大缩短 ,从现有气流干燥使用的 10 0m以上的长度 ,缩短为 13 5m .

冷冻干燥升华过程数学模型传热传质机理

提出冷冻干燥升华过程主要由传热控制和传质过程两阶段组成．分析认为升华过程是传热传质的逆过程，并得出该过程的合理工艺条件。

强化对流传质的物理机制及其控制

根据对流传质强度与流体中存在的各种内场及其外场的关系 ,阐明了降低浓度边界层厚度、增加流体扰动和增加近壁面速度梯度的强化对流传质方法的物理机制 ,其本质是控制流体中内场及其外场之间的相互协同。进一步给出了强化传质场协同控制方法 。

乙烯氧氯化反应技术的研究Ⅲ．小型流化床热模研究

在建立催化剂的小型流化床热模试验装置的基础上，考察了原料气配比及反应温度对主、副反应效果的影响。结果表明，提高原料气中Ｃ＿２Ｈ＿４和Ｏ＿２的配比均能提高反应的ＨＣｌ转化率。而增加原料气中ＨＣｌ的配比能有效地抑制乙烯的燃烧副反应；反应温度的升高也能促进ＨＣｌ转化率升高。反应过程动力学的计算与分析表明，本反应体系在ＨＣｌ转化率达到较高（＞９０％）时，将转为传质控制；同时还验证了前文Ⅰ中所得的本征动力学速率方程是可靠的。

扩散控制下固定床电化学反应器研究──（Ⅲ）反应器的设计与操作

采用一维反应器模型对扩散控制下固定床电化学反应器的设计进行了详细的讨论，并对反应器的优化操作进行了初步探讨。

乙烯氧氯化工业反应器的模型化

针对乙烯氧氯化反应过程所用的挡板流化床反应器的结构和操作特点，建立了一个比较完整和实用的能反映中、高气速下，较大开孔率挡板流化床的气固流动的多釜串联模型，并进行了模型的数学推导和求解。该模型能较好地模拟工业反应器内轴向的气体浓度分布和床层温度分布规律。研究结果表明，在本反应体系中，因乙烯和氧的过量，导致反应过程的后期ＨＣｌ转化率为相间传质控制，强化相间传质效果是保证ＨＣｌ高转化率的有效手段。

CMC-NaCS/PDMDAAC微胶囊的制备及传质性能研究

在纤维素硫酸钠(NaCS)/聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDMDAAC)微胶囊体系的研究基础上,添加羧甲基纤维素(CMC)作为第3组分来制备CMC-NaCS/PDMDAAC微胶囊。通过CMC浓度可以调节微胶囊的膜厚和机械强度。对以L-苯丙氨酸为例的小分子,测得不同膜厚的从外向内和从内向外的传质系数分别为0.056 mm/min和0.041 mm/min,几乎不会影响到这类小分子的传质性能。CMC-NaCS/PDMDAAC微胶囊膜厚和机械强度可以调节,适合于固定化细胞。

密封式错流旋转填料床气膜控制传质过程研究

在密封式错流旋转填料床中,利用浓度为0.926 mol/L的NaOH溶液吸收空气中体积分数为0.5%—1%的CO2气体,对气膜控制过程传质性能进行了研究。实验表明:密封式错流旋转填料床CO2的吸收率随气体流量的增大而减小,在低转速下随旋转填料床的转速增大气体吸收率上升较快,高转速时影响变小;转速大于1 000 r/min情况下,CO2的吸收率随液量的增大而上升,转速小于1 000 r/min情况下,CO2的吸收率随液量增大而变小。建立了密封式错流旋转填料床气膜控制过程的气体吸收模型,经验证实验结果与模型计算结果吻合较好。

基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟

针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的2个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明:在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面不为齐整平面,而是呈似"虫洞"状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻上游侧反应速率R均大于下游侧;就反应机制而言,初期均受表面反应控制,随反应进行,位于上游的补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。

周期附加质量充液管路减振特性研究

以充液管路振动控制为目标研究周期附加质量的新型声子晶体管路振动传播特性。利用传递矩阵法建立周期附加质量充液管路带隙理论模型,深入分析影响带隙特性关键因素,包括附加质量尺寸、安装位置及材料阻尼。数值计算表明,声子晶体管路存在低频振动带隙可有效抑制振动传播,且设计方法简单、操作方便、减振效果明显,以期为充液管路减振设计提供新思路。

影响原地爆破浸出效果的爆破筑堆质量特征及其控制

根据原地爆破浸出工艺特点和硬岩浸出的扩散传质机制,对影响浸出效果的矿石块度、裂隙发育程度(矿石孔隙度)、矿堆孔隙度和矿堆渗透性能等爆破筑堆质量特征作了分析和讨论,据此确定了筑堆质量要求,并提出了质量控制的技术措施。

包膜尿素控制释放过程传质模型

根据质量守衡定律和F ick扩散定律建立了包膜尿素控制释放过程的传质模型,并用3种新颖的石蜡-松香混合物包膜尿素在蒸馏水中的释放数据和扫描电镜照片对模型进行了验证。结果表明,该模型能有效地描述和预测由扩散机制控制的包膜尿素的养分释放行为,拟合的相关系数R2分别为0.997 6,0.997 3和0.998 4。模型显示,包膜尿素的养分释放速率与膜的有效扩散系数Deff成正比,与尿素粒径的平方及膜的厚度成反比。

逆流热源塔传热传质模型建立与凝水调节的可行性

为探讨通过调节运行参数对热源塔内凝水量进行控制的可行性,在建立逆流热源塔内溶液与空气间热质传递数学模型并对其验证的基础上,深入研究了以乙二醇水溶液为工作介质热源塔的入塔空气湿度和入塔溶液温度对塔内凝水量的影响规律.结果表明:当热源塔入塔空气含湿量从4.9 g/kg减小至2.2 g/kg时,塔内凝水量从1.98 g/s减小至-0.40 g/s;当入塔溶液温度从-5℃升高到-1℃时,塔内凝水量由0.56 g/s减小至-0.07 g/s.通过降低入塔空气湿度或者提高入塔溶液温度,可减少热源塔内凝水量,甚至实现溶液浓度再生,从而为减少系统溶液再生需求,高效解决热源塔热泵的溶液再生问题提供了新思路.