王 聰 張健平 王 勇 何 旺 陳航宇

(西南科技大學(xué)制造過程測(cè)試技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽 621010)

油菜籽內(nèi)部蛋白質(zhì)含量豐富，具有顯著的吸濕性，這是區(qū)別于水稻、小麥等糧食作物和其他油料的特殊性[1]。除此之外，油菜籽還具有顆粒較小、球形度較高、孔隙度小和不容易散熱的特性，在高溫高濕下極易長霉菌。因此，剛收獲的油菜籽亟需及時(shí)干燥到安全儲(chǔ)存含水率范圍[2-4]。

研究[5-7]表明，由于流化床干燥具有投資少、使用范圍廣、干燥速度大、品質(zhì)損害小、熱耗低和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，是最適用于油菜籽人工干燥的方法之一。流化床干燥過程中，采用單床層時(shí)，固體顆粒在流化床內(nèi)停留時(shí)間不一致，氣流分布不均勻，致使干燥后固體顆粒的含水率不均勻。特別對(duì)小固體顆粒而言，床層內(nèi)易出現(xiàn)溝流和死區(qū)；對(duì)濕度大的固體顆粒，易團(tuán)聚和結(jié)塊，流化性變差[8-10]。為了克服以上流化床干燥的缺陷，可在床層內(nèi)加裝豎直隔板，從而提高固體顆粒物料的受熱均勻性[11-12]。近年來有不少學(xué)者就隔板式內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)流動(dòng)特性進(jìn)行了大量研究，如黃立成等[13]以石英砂和稻殼為對(duì)象，研究了流化床干燥器的結(jié)構(gòu)尺寸和側(cè)風(fēng)量對(duì)顆粒內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的影響，考察了高速區(qū)和低速區(qū)的流化速度，結(jié)果表明：顆粒循環(huán)量隨孔口和側(cè)風(fēng)量的增大而增加。江國棟等[14]采用璃微珠和鹽顆粒為對(duì)象重點(diǎn)分析了顆粒的流化速度(包括高速區(qū)和低速區(qū))、流化床層的靜止高度和床層內(nèi)隔板的間隙對(duì)流化床內(nèi)顆粒內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的影響，研究結(jié)果表明，這4個(gè)參數(shù)對(duì)顆粒內(nèi)循環(huán)速率都有顯著的影響。彭迎彬等[15]研究分析了褐鐵礦粉在流化床層內(nèi)實(shí)際磁化焙燒的情況，發(fā)現(xiàn)設(shè)置豎直隔板可以提高褐鐵礦粉的流化情況，減少單床的死區(qū)和短路，顆粒的停留時(shí)間分布更加均勻。潘剛等[16]針對(duì)褐鐵礦石分析了內(nèi)置數(shù)值隔板流化床內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)多個(gè)隔板可增強(qiáng)顆粒的返混，會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。

綜上所述可知，目前的研究主要集中在內(nèi)置豎直隔板結(jié)構(gòu)固定不變的情況下，與單層床進(jìn)行比較分析干燥器結(jié)構(gòu)和各工藝參數(shù)對(duì)固體顆粒和空氣流動(dòng)特性的影響。內(nèi)置豎直隔板具有改善固體顆粒流化性，減少死區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，作為床層中改善流化性的關(guān)鍵部件，內(nèi)置豎直隔板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)固體顆粒和空氣流動(dòng)特性的影響是不容忽視的，特別是內(nèi)置豎直隔板的分割區(qū)域數(shù)和排列方式的影響。但是目前研究成果沒有涉及到內(nèi)置豎直隔板對(duì)油菜籽顆粒流化床干燥特性的影響，因此，本試驗(yàn)擬在文獻(xiàn)[17]的基礎(chǔ)上，在單層流化床層中加裝豎直隔板，通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方式，優(yōu)化設(shè)計(jì)出合理的豎直隔板數(shù)量和排列方式，深入系統(tǒng)地探討5種不同形式的內(nèi)置豎直隔板對(duì)油菜籽流化床干燥特性的影響，尋找一種較佳的豎直隔板，以期提高油菜籽流化床干燥效率，使干燥性能得到改善，達(dá)到提高油菜籽流化床干燥速率的目的，為開發(fā)新流化床干燥設(shè)備和改善現(xiàn)有流化床干燥裝置的性能提供理論依據(jù)。

1 模擬分析的模型

1.1 流化床干燥裝置的物理建模和網(wǎng)格劃分

1.1.1 流化床干燥裝置的物理建模 根據(jù)油菜籽流化床干燥實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)簡化建立了相應(yīng)模擬分析的模型，如圖1 所示，其整個(gè)高度為860.6 mm，物理模型由以下三部分組成：第一部分為流化床床層，直徑138 mm、高度676 mm；第二部分為布風(fēng)板，開孔率為15.84%、布孔方式為圓形不均勻布孔[17]；第三部分為高度為68 mm，直徑為84 mm的熱空氣進(jìn)口。本研究側(cè)重于豎直隔板部分，研究其幾何形狀和排列方式對(duì)油菜籽流化床干燥的特性。

單位：mm

1.1.2 網(wǎng)格劃分 與流化床層和床層上部靠近出口的區(qū)域相比，布風(fēng)板的幾何結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，布風(fēng)板上布滿小孔，在流化床網(wǎng)格劃分的過程中，采用四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，除此之外，利用高級(jí)網(wǎng)格算法對(duì)布風(fēng)板和內(nèi)置豎直隔板處的區(qū)域進(jìn)行局部加密。此處僅展示了均勻2份隔板流化床干燥裝置網(wǎng)格劃分情況，如圖2所示。

在完成網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)工作之后，獲得每一個(gè)不同的豎直隔板，最終采用的網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)數(shù)和單元數(shù)見表1所示。

圖2 網(wǎng)格劃分的情況(均勻2份)

隔板類型節(jié)點(diǎn)數(shù)網(wǎng)格數(shù)無隔板231 5831 231 279均勻2份235 5801 251 287不均勻3份239 9991 272 001均勻3份236 5881 255 987均勻4份237 0561 257 120均勻5份239 2801 267 405

1.2 數(shù)學(xué)模型

1.2.1 顆粒動(dòng)力學(xué)理論 針對(duì)流化床干燥器床層，數(shù)值模擬流體流動(dòng)狀態(tài)，可以選擇使用流體力學(xué)分析軟件Fluent。采用壓力速度耦合的SIMPLE算法和一階迎風(fēng)格式的離散方法迭代求解。進(jìn)行氣固兩相流數(shù)值模擬時(shí)，運(yùn)用顆粒動(dòng)力學(xué)模型，完成氣固兩相連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程的求解。

(1) 油菜籽和空氣相的連續(xù)性方程：

(1)

(2)

式中：

aq——油菜籽或空氣相的體積分?jǐn)?shù)，下標(biāo)q是相態(tài)；

ρq——油菜籽或空氣相的密度，kg/m3；

vq——油菜籽或空氣相的均速，m/s。

(2) 空氣相的動(dòng)量方程:

(3)

式中：

p——流化床干燥裝置的總壓，Pa；

g——油菜籽的重力加速度，m/s2；

Kgs——油菜籽和空氣相間的交換系數(shù)。

(3) 油菜籽相的動(dòng)量方程：

(4)

其中

(5)

(6)

式中：

Fs——外部對(duì)油菜籽顆粒的體積力，N；

Flift,s——油菜籽的升力，N；

FVmt,s——油菜籽的虛擬質(zhì)量力，N；

f——油菜籽的曳力函數(shù)；

τs——油菜籽的弛豫時(shí)間，s；

ds——油菜籽的直徑，mm；

μs——油菜籽的動(dòng)力黏度，kg/(m·s)。

1.2.2 油菜籽和空氣相的曳力模型 將氣固兩相間作用的曳力模型進(jìn)行3個(gè)部分的劃分：第1部分是Koch-Hill模型[18]基礎(chǔ)理論模型；第2部分是Syamlal-O’Brien模型[19]、Gidaspow模型[20]及修正的Gidaspow模型[21]等經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突蛘呤前虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；?部分是McKeen模型[22]、修正的Syamlal-O’Brien模型[23]等半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷男拚Ｐ突蛘呤墙?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷男拚Ｐ汀?/p>

其中針對(duì)顆粒的計(jì)算可以選擇Syamlal-O’Brien模型。

對(duì)于Syamlal-O’Brien模型實(shí)施的具體形式表示詳細(xì)如下：

(7)

其中曳力系數(shù)：

(8)

相對(duì)雷諾數(shù)ReS的函數(shù)關(guān)系式為：

(9)

此模型基于流化床顆粒末端速度來計(jì)算。因此兩相間交換系數(shù)Kgs為:

(10)

υr,s是顆粒相終端帶出速度，其計(jì)算公式為：

vr,s=0.5(A-0.06Res+

(11)

1.2.3 湍流模型 選擇標(biāo)準(zhǔn)化的k-ε模型，可以從根本上簡化操作步驟，形式非常的簡單有效，且精度高、經(jīng)濟(jì)有效等[24]。因此，本研究采取標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型進(jìn)行計(jì)算。在后期的流化床床層中有熱空氣和油菜籽，它們之間會(huì)互相影響，其中湍流則為連續(xù)相(熱空氣)最為基礎(chǔ)的一個(gè)特性所在，所以在分析的過程中，需在連續(xù)相中有效地使用湍流模型，在選擇源項(xiàng)的基礎(chǔ)上對(duì)油菜籽的連續(xù)相影響進(jìn)行有效的描述，得到湍流模型的詳細(xì)形式為：

(12)

(13)

式中：

k——空氣的湍動(dòng)能，m2/s2；

ε——空氣的耗散能，m2/s3；

vgi——第i組分在空氣相中的均速，m/s；

Gk——由空氣的平均速度梯度造成的湍動(dòng)能項(xiàng)；

μt——空氣湍流黏度系數(shù)；

Gb——由油菜籽顆粒的浮力產(chǎn)生的湍動(dòng)能項(xiàng)；

YM——空氣的湍流馬赫數(shù)；

C1ε、C2ε、C3ε——湍流模型的常數(shù)；

σk——k對(duì)應(yīng)的湍流普朗特?cái)?shù)；

σε——ε對(duì)應(yīng)的湍流普朗特?cái)?shù)；

Sk、Sω——由相對(duì)空氣擾動(dòng)油菜籽顆粒產(chǎn)生的湍流動(dòng)項(xiàng)；

i、j——空氣相中的組分。

標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型各常數(shù)的取值見表2。

表2 湍流模型中的常數(shù)項(xiàng)

1.2.4 邊界條件

(1) 進(jìn)口邊界條件：熱空氣，流量為45 N·m3/h，則具體速度為：

(14)

式中：

v——流速，m/s；

Qv——體積流量，N·m3/h；

將進(jìn)口直徑84 mm和流量45 N·m3/h代入式(14)計(jì)算，得進(jìn)口速度v=2.256 m/s。

采用velocity-inlet，熱空氣沿軸向速度流入，速度設(shè)置為2.256 m/s。對(duì)于油菜籽顆粒相，進(jìn)口速度為0 m/s。

(2) 出口邊界條件：熱空氣相和油菜籽相都設(shè)置為pressure-outlet，表壓為0 Pa，操作壓力為1.013×105Pa。

(3) 壁面條件：設(shè)置為無滑移壁面。表面粗糙度系數(shù)0.5，彈性恢復(fù)系數(shù)為0.9。

1.2.5 物性參數(shù) 根據(jù)干燥的工藝需求，設(shè)定熱空氣溫度65 ℃，黏度2.035×10-5Pa·s，密度為1.044 5 kg/m3。油菜籽的物性參數(shù)為：密度1 014.441 kg/m3，顆粒直徑2 mm。

2 豎直隔板的優(yōu)化

2.1 隔板類型

如圖3所示隔板有5種類型，板長度200 mm，厚度10 mm，距離布風(fēng)板上表面20 mm。

2.2 單相結(jié)果與分析

針對(duì)2.1中優(yōu)化設(shè)計(jì)的5種不同類型(均勻2份、不均勻3份、均勻3份、均勻4份、均勻5份)的內(nèi)置豎直隔板，模擬分析了熱空氣在流化床干燥器內(nèi)流動(dòng)情況，如圖4、5所示。

圖3 隔板的類型

圖4 熱空氣的速度云圖

圖5 熱空氣速度矢量圖

由圖4、5可以看出，不同類型的隔板對(duì)布風(fēng)板處的空氣流速影響非常小，但對(duì)床層內(nèi)的空氣流動(dòng)狀態(tài)有較大的影響。與無隔板比較，均勻2份隔板床層中部區(qū)域的空氣流速更低，不利于空氣的流動(dòng)；不均勻3份隔板床層中熱空氣的流動(dòng)速度和流通范圍增大，則熱空氣在局部聚集的范圍就減少，致使其流動(dòng)的死區(qū)得到明顯的縮減[25-26]。均勻3份隔板、均勻4份隔板和均勻5份隔板對(duì)空氣的流動(dòng)狀態(tài)的影響十分相似，都是中部空氣流速低，床層壁面附近空氣流速較高，反而加強(qiáng)了空氣流動(dòng)的不均勻性。綜上所述，不均勻3份隔板能改善無隔板時(shí)空氣流動(dòng)狀態(tài)不均勻的現(xiàn)象，而均勻2份隔板、均勻3份隔板、均勻4份隔板和均勻5份隔板反而加強(qiáng)了空氣流動(dòng)不均勻的現(xiàn)象。

2.3 雙相結(jié)果與分析

針對(duì)5種不同的內(nèi)置豎直隔板，通過數(shù)值分析得到了流化床內(nèi)油菜籽顆粒的體積分?jǐn)?shù)分布和油菜籽的速度，如圖6～9所示。

由圖6～8可以看出，豎直隔板均勻地把床層分割成兩份時(shí)，流化床內(nèi)油菜籽的體積分?jǐn)?shù)分布不均勻，堆積在隔板和壁面中，且堆積在床層下部的油菜籽易阻塞兩區(qū)域間的通道，造成油菜籽流化不充分，熱空氣流動(dòng)阻力較大，干燥效果差。當(dāng)豎直隔板把床層分為均勻3份、4份時(shí)，油菜籽在床層中出現(xiàn)不同程度的堆積，油菜籽的體積分?jǐn)?shù)分布不均勻。豎直隔板平行地把床層分為不均勻的3部分時(shí)，各個(gè)區(qū)域油菜籽分布較均勻，隔板與布風(fēng)板之間的通道也保持較低的體積分?jǐn)?shù)，有利于油菜籽在各個(gè)區(qū)域間轉(zhuǎn)移，不會(huì)產(chǎn)生堆積現(xiàn)象。豎直隔板把床層分為5個(gè)均勻扇形區(qū)域時(shí)效果較好，油菜籽體積分?jǐn)?shù)分布均勻，油菜籽在各區(qū)域間內(nèi)自由活動(dòng)，但在干燥5 s時(shí)會(huì)出現(xiàn)小程度的堆積現(xiàn)象。因此，不均勻3份隔板是較理想的隔板。

圖6 5 s時(shí)的油菜籽體積分?jǐn)?shù)云圖

圖7 10 s時(shí)的油菜籽體積分?jǐn)?shù)云圖

圖8 15 s時(shí)的油菜籽體積分?jǐn)?shù)云圖

圖9 15 s時(shí)油菜籽顆粒速度的矢量圖

由圖9可以看出，與其他隔板相比，采用不均勻3份隔板時(shí)，顆粒運(yùn)動(dòng)更充分，油菜籽可以完成一系列限定的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，使床層中的熱空氣在到達(dá)隔板上部時(shí)速度仍然較高，可以讓流化床內(nèi)的熱空氣和油菜籽強(qiáng)烈地交換動(dòng)量和熱量，主要是因?yàn)樵诟稍镞^程中提升了流化床干燥器熱質(zhì)中油菜籽的傳遞系數(shù)，提高了油菜籽流化床的干燥效率，降低了干燥所需的時(shí)間[27-28]。

經(jīng)數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，不均勻3份是油菜籽干燥器內(nèi)置豎直隔板的最佳結(jié)構(gòu)。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 試驗(yàn)裝置

如圖10所示，試驗(yàn)裝置主要有漩渦式氣泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣加熱管、PID溫度調(diào)節(jié)器和流化床干燥器等幾個(gè)部件組成。其工藝流程為：室內(nèi)空氣經(jīng)過氣泵加壓后通過流量調(diào)節(jié)閥和旁路閥調(diào)整到設(shè)定流量45 N·m3/h，然后沿著管道進(jìn)入加熱到65 ℃的管道里，再從油菜籽流化床干燥實(shí)驗(yàn)裝置的底部熱空氣進(jìn)口流進(jìn)，經(jīng)過布風(fēng)板進(jìn)行均勻布風(fēng)后進(jìn)入流化床層，對(duì)油菜籽顆粒進(jìn)行干燥。經(jīng)濕熱交換后的熱空氣通過流化床頂部旋風(fēng)分離器放空。在實(shí)際試驗(yàn)中，在布風(fēng)板的下方位置墊兩層300目不銹鋼絲網(wǎng)，可以避免出現(xiàn)漏料。

1. 旁路調(diào)節(jié)閥 2. 熱空氣的流量調(diào)節(jié)閥 3. 熱空氣的流量計(jì) 4. U型的壓差計(jì) 5. 油菜籽的加料口 6. 油菜籽的加料閥 7. 旋風(fēng)分離器 8. 放余油菜籽的閥 9. 流化床層 10. 油菜籽的取樣口(卸料口) 11. 布風(fēng)板 12. 電加熱管 13. 鼓風(fēng)機(jī)

圖10 油菜籽的流化床干燥的試驗(yàn)裝置

Figure 10 Experiment device of the fluidized-bed drying of the rapeseed

本試驗(yàn)所涉及的其他儀器以及設(shè)備：電熱恒溫干燥箱(成都特思特儀器有限公司， TST101A-1型)、調(diào)速振蕩器(河北潤聯(lián)機(jī)械設(shè)備有限公司，W-201B型)、電子天平(上海佑科儀器儀表有限公司，JA5003N型)。

3.2 試驗(yàn)材料

油菜籽采用綿陽本地生產(chǎn)的當(dāng)季新收油菜籽。使用篩子和振蕩器去除雜質(zhì)后挑選表面完整、色澤均勻、光潔的油菜籽。根據(jù)GB/T 5497—85的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油菜籽的初始含水率進(jìn)行測(cè)定，再根據(jù)式(15)對(duì)原油菜籽進(jìn)行加濕，使其濕基含水率為25%，作為本研究的試驗(yàn)樣品。

在加濕處理試驗(yàn)樣品的過程中，水分質(zhì)量添加時(shí)按式(15)計(jì)算：

(15)

式中：

mw——需加的水質(zhì)量， g；

m0——加水前原油菜籽的質(zhì)量，g；

W0——加水前原油菜籽的濕基含水率，%；

W1——加水后油菜籽的濕基含水率，%。

每次取3次試驗(yàn)所需用量的油菜籽加入相應(yīng)質(zhì)量的水后，放入自封袋內(nèi)，將油菜籽和水充分混合，封口，放在振蕩器上振蕩15 min，可使油菜籽顆粒和水充分地均勻混合。震蕩完成后，將自封袋放入4 ℃恒溫箱中冷藏72 h，期間每天3次混合均勻，直到油菜籽表面干爽，水分充分吸收至油菜籽內(nèi)部。加濕完成后將袋內(nèi)油菜籽分裝成3份，每份600 g。

3.3試驗(yàn)參數(shù)

3.3.1 干基含水率 油菜籽干基含水率按式(16)計(jì)算：

(16)

式中：

Mt——t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的油菜籽干基含水率，%；

Wt——t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的油菜籽總質(zhì)量，g；

Gt——烘干之后對(duì)應(yīng)的油菜籽質(zhì)量，g。

3.3.2 油菜籽流化床干燥速率 油菜籽流化床干燥速率定義為單位時(shí)間、單位干燥面積被汽化的水分的質(zhì)量，即[29]

(17)

其中，

(18)

(19)

(20)

(21)

式中：

Nw——干燥速率，g/(m2·s)；

WGt——油菜籽在干燥t時(shí)刻的蒸發(fā)水分量，g；

Δt——干燥時(shí)間間隔，s；

WGt+Δt——干燥過程中，t+Δt時(shí)刻對(duì)應(yīng)得到的油菜籽蒸發(fā)水量，g；

A——對(duì)流傳熱的面積，m2；

H——油菜籽在床層內(nèi)填充高度，m；

D——流化床干燥器床層的直徑，m；

ds——油菜籽粒徑，m；

ε——自由床空隙率；Pa·s；

g——重力加速度，m2/s；

Ar——阿基米德數(shù)；

Re——雷諾數(shù)；

μg——空氣黏度，Pa·s；

φs——形狀系數(shù)；

ρs——油菜籽的密度，Pa·s；

ρg——空氣的密度，kg/m2；

μg——空氣流速，m/s。

3.4 試驗(yàn)方法

每次試驗(yàn)油菜籽質(zhì)量為600 g。由于油菜籽的安全儲(chǔ)存干基含水率必須<9.89%，所以在油菜籽被干燥到其干基含水率為7%左右結(jié)束試驗(yàn)。每次試驗(yàn)需重復(fù)3次，以減少試驗(yàn)誤差，直至所有的試驗(yàn)全部完成。

測(cè)定方法：① 取出2個(gè)編號(hào)托盤，每個(gè)托盤上劃分5行4列的格子，在2個(gè)托盤上擺滿40×25的稱量瓶(共40個(gè)稱量瓶)；② 設(shè)置電熱鼓風(fēng)干燥箱的溫度為103 ℃；③ 稱量瓶和瓶蓋一起整齊放托盤上，將托盤放入干燥箱內(nèi)干燥1 h，取出放進(jìn)干燥器內(nèi)(時(shí)間應(yīng)多于35 min)，降溫到室溫，稱量，得到稱量瓶的重量，計(jì)為m0，稱量精度為0.001 g(下同)；④ 從試驗(yàn)樣品中取出3 g油菜籽，裝入第1號(hào)稱量瓶中，作為第1組數(shù)據(jù)(即初始含水率)；⑤ 每隔1 min，取樣約3 g，直到試驗(yàn)結(jié)束，稱量，計(jì)為Wt+m0；⑥ 把已裝有油菜籽樣品的稱量瓶蓋子打開，接著再放入干燥箱進(jìn)行干燥3 h，再把托盤取出后蓋上蓋子，再一次放入干燥裝置中冷卻至室溫(至少30 min)，稱量。將電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥時(shí)間改為1 h，重復(fù)步驟⑥，再次稱量。如連續(xù)2次稱量的質(zhì)量差值<0.02 g則停止干燥并將最后一次稱量結(jié)果記為Gt+m0。如連續(xù)2次干燥后稱量時(shí)質(zhì)量差值>0.02 g，則重復(fù)步驟⑥，再次稱量。油菜籽的干基含水率按式(16)計(jì)算。

3.5 結(jié)果與分析

通過試驗(yàn)測(cè)出了無隔板、均勻2份隔板、不均勻3份隔板、均勻3份隔板、均勻4份隔板、均勻5份隔板這6種情況下的油菜籽干燥動(dòng)力學(xué)曲線，如圖11所示。由圖11可知，在初始含水率和干燥時(shí)間相同的情況下，在油菜籽流化床恒速干燥過程中，與無隔板相比而言，不均勻3份和均勻5份的干燥速率有較大的提升，平均干燥速率分別提高了8.6%和8.8%；均勻2份的干燥速率沒有變；而均勻3份和均勻4份的干燥速率反而降低，從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不均勻3份和均勻5份的干燥速率最大，且平均干燥速率幾乎一樣，這結(jié)論與數(shù)值分析的結(jié)果一致。在降速干燥階段，由于干燥時(shí)間長，且油菜籽自由水分大部都在恒速干燥過程已去除，所以無隔板與另5種類型的內(nèi)置豎直隔板的干燥速率差別不大。

圖11 不同豎直隔板油菜籽干燥速率曲線

綜上所述，由數(shù)值模擬和試驗(yàn)分析的結(jié)果表明：在一定試驗(yàn)條件下，不均勻3份和均勻5份是較優(yōu)的豎直隔板，而在實(shí)際應(yīng)用過程中考慮節(jié)約成本，不均勻3份是最優(yōu)的隔板。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)深入研究了5種不同形式流化床層內(nèi)置豎直隔板對(duì)油菜籽干燥特性的影響。結(jié)果表明：不均勻3份隔板是油菜籽流化床干燥器較佳的內(nèi)置豎直隔板，熱空氣流經(jīng)加裝不均勻3份內(nèi)置豎直隔板的床層時(shí)，隔板區(qū)域中的流速加快，熱空氣聚集減少，降低了流動(dòng)死區(qū)的區(qū)域，從而改善了油菜籽的流態(tài)化特性，提高了油菜籽流化床干燥速率，可為后期工程實(shí)踐中油菜籽流化床干燥提供合理的內(nèi)置豎直隔板。但本試驗(yàn)主要針對(duì)隔板的分割區(qū)域數(shù)和排列方式進(jìn)行研究，今后可以進(jìn)一步對(duì)置豎直隔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合布風(fēng)板結(jié)構(gòu)對(duì)油菜籽干燥特性作更深入的分析。