關(guān)鍵詞：頂風(fēng)式干燥箱；Fluent；動(dòng)網(wǎng)格；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；流場(chǎng)均勻性

在農(nóng)副產(chǎn)品的生產(chǎn)與貯藏過(guò)程中，物料含水率作為一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品外觀與品質(zhì)影響極大，而干燥則是控制含水率的主要手段[1]。干燥作為耗能較大的生產(chǎn)工藝，在我國(guó)燃料消耗中占比約10%～20%[2]，通過(guò)改進(jìn)干燥技術(shù)實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程的綠色、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保，對(duì)推進(jìn)國(guó)家“雙碳”政策具有重要意義。21世紀(jì)以來(lái)，熱泵干燥技術(shù)迅速發(fā)展，由于其高能效比和可實(shí)現(xiàn)大氣污染物和溫室氣體的協(xié)同減排效果[3]等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用到各種干燥領(lǐng)域。

熱泵干燥技術(shù)以熱氣流為介質(zhì)，通過(guò)蒸發(fā)帶走物料水分，氣流的溫度與速度是影響干燥過(guò)程的直接因素，因此氣流場(chǎng)的均勻性對(duì)熱泵干燥效率與品質(zhì)至關(guān)重要。然而多數(shù)情況下，干燥箱作為熱泵干燥技術(shù)的關(guān)鍵載體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)熱空氣均勻流動(dòng)產(chǎn)生不利影響，引發(fā)氣流場(chǎng)物料架層間和層內(nèi)不均勻性問(wèn)題，導(dǎo)致物料干燥不均勻，因此，氣流場(chǎng)優(yōu)化成為當(dāng)前研究的難點(diǎn)。氣流場(chǎng)的不均勻性包括溫度和速度兩方面，郭文斌等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明速度場(chǎng)的不均勻性對(duì)溫度場(chǎng)的不均勻性影響很小，速度不均勻系數(shù)為80%左右時(shí)，溫度場(chǎng)不均勻系數(shù)小于2%，但不同位置熱風(fēng)流速的不同會(huì)造成單位時(shí)間從物料中帶走水分的差異，因此以速度不均勻系數(shù)作為指標(biāo)評(píng)價(jià)干燥箱的干燥效果。目前，多數(shù)學(xué)者針對(duì)干燥箱流場(chǎng)不均勻性的優(yōu)化重點(diǎn)為干燥箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如改變物料架的擺放方式[5]、添加帶調(diào)風(fēng)口擋板[6]、引入帶式傳輸機(jī)構(gòu)[7]、在特定位置放置特定尺寸擋風(fēng)板[8]、劃分等寬流道[9]、改變干燥箱進(jìn)風(fēng)口位置[10]、變截面角盒結(jié)構(gòu)[11]、采用偏轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)移風(fēng)向[12]、風(fēng)機(jī)出口添加均風(fēng)板[13]等；也有部分學(xué)者從干燥箱運(yùn)行參數(shù)設(shè)置層面進(jìn)行流場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，如張鵬飛等[14]驗(yàn)證了葉輪轉(zhuǎn)速對(duì)流場(chǎng)均勻性有顯著影響，孫偉[8]證明了存在最優(yōu)送風(fēng)風(fēng)速使流場(chǎng)均勻性最佳，Cheng[15]探究了送風(fēng)氣流溫度對(duì)氣流場(chǎng)均勻性的影響，Smolka等[16]改變電加熱器發(fā)熱功率以提升溫度均勻性。以上干燥箱氣流場(chǎng)優(yōu)化方案主要基于實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種研究方法，其中基于Fluent的數(shù)值模擬計(jì)算由于具有精度高、計(jì)算快、節(jié)省試驗(yàn)成本等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在干燥箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面被廣泛運(yùn)用。

上述研究一定程度上提升了干燥箱的干燥性能，但針對(duì)常規(guī)的頂風(fēng)式熱泵干燥箱結(jié)構(gòu)的研究較少，其內(nèi)部流場(chǎng)層間不均勻性問(wèn)題一定程度上制約了其干燥效率及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。本文針對(duì)頂風(fēng)式熱泵干燥箱，采用基于Fluent動(dòng)網(wǎng)格數(shù)值模擬方法精確描述干燥箱內(nèi)部流場(chǎng)，并驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，再針對(duì)其流場(chǎng)不均勻性問(wèn)題提出一種適用于頂風(fēng)式干燥箱的可控移動(dòng)導(dǎo)風(fēng)板機(jī)構(gòu)，并通過(guò)動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)獲得最佳運(yùn)動(dòng)方案，解決了頂風(fēng)式干燥箱氣流場(chǎng)層間不均勻性問(wèn)題，該方法可為頂風(fēng)式熱泵干燥箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所研制的GIECA20型頂風(fēng)式熱泵干燥箱裝置由熱泵加熱系統(tǒng)、氣流循環(huán)系統(tǒng)、熱回收、控制系統(tǒng)等組成（圖1）。其中，氣流循環(huán)通過(guò)變頻器變頻調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的改變以適應(yīng)不同物料、不同干燥階段的風(fēng)量需求。風(fēng)速測(cè)量采用LSFS800G型熱式風(fēng)速變送器（南京隆順儀器儀表有限公司），量程0～10 m·s-1，輸出信號(hào)4～20 mA，精度0.2%·fs-1，分辨率0.05 m·s-1。干燥箱分為上下兩層：上層為循環(huán)風(fēng)機(jī)及加熱設(shè)備，安裝6臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)、翅片管式換熱器、回風(fēng)風(fēng)管；下層為物料放置區(qū)，并且在上下層隔板下表面布置有排濕管用于除濕排風(fēng)及熱回收。在軸流風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，循環(huán)氣流通過(guò)上層冷凝器加熱后送至下層物料架，干燥氣流與物料架上待干燥物料進(jìn)行熱濕交換帶走物料中水分，一部分經(jīng)排濕風(fēng)口與熱回收換熱器換熱后排出，新風(fēng)通過(guò)換熱器預(yù)熱后經(jīng)過(guò)回風(fēng)口送入干燥箱。

1.2 干燥箱簡(jiǎn)化模型

干燥箱內(nèi)部空間復(fù)雜，為保證計(jì)算效率和結(jié)果的可靠性，對(duì)模型的簡(jiǎn)化與邊界條件作了如下假設(shè)：①干燥箱高度較低，且流動(dòng)風(fēng)速較大屬于強(qiáng)制對(duì)流，忽略重力的影響；②風(fēng)速較小，空氣的密度變化可忽略，氣體近似看成不可壓連續(xù)介質(zhì)；③模型中所有壁面均為無(wú)滑移壁面；④忽略干燥箱的門(mén)縫等細(xì)小縫隙，假設(shè)干燥箱除送、回風(fēng)口外為封閉空間。簡(jiǎn)化后的模型如圖2所示，流體域入口為風(fēng)機(jī)出口，流體域出口為風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)端。風(fēng)速測(cè)點(diǎn)布置如圖3 所示，該干燥箱在長(zhǎng)度方向上具有對(duì)稱(chēng)性且橫截面一致，各縱深截面上物料架內(nèi)流場(chǎng)差異不大，故僅考慮x=2.8 m 截面（長(zhǎng)度方向中間位置）層間風(fēng)量差異性。CFD（computational fluid dynamics）幾何模型中物料架層數(shù)為16層，每層設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)16個(gè)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為P01～P16。每個(gè)測(cè)點(diǎn)的水平位置位于每層物料架的中垂線上，縱向上位于每層物料架高度的一半位置，且測(cè)點(diǎn)所在平面為干燥箱長(zhǎng)度方向上的中截面，物料架尺寸為5 400 mm（長(zhǎng)）×1 390 mm（寬）×1 600 mm（高）。

1.3 邊界條件

根據(jù)試驗(yàn)的條件與目的，設(shè)定數(shù)值模型邊界（表1），其中進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速2.12、3.21 m·s-1，由風(fēng)機(jī)在30、50 Hz頻率下送風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)口斷面面積換算所得。數(shù)值模擬計(jì)算除遵循基本的質(zhì)量方程與動(dòng)量方程外還需選擇合適的湍流模型，黃繼杰等[17]證明了采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型對(duì)干燥箱內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性，因此本文選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型進(jìn)行仿真。

1.4 網(wǎng)格劃分及獨(dú)立性驗(yàn)證

為保證計(jì)算精度與效率，本文采用ICEMCFD對(duì)干燥箱簡(jiǎn)化模型進(jìn)行六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，在進(jìn)出風(fēng)口弧形區(qū)域進(jìn)行O型剖分，以提高局部網(wǎng)格質(zhì)量，全局網(wǎng)格如圖4所示。

為消除網(wǎng)格數(shù)量對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，建立了32、57、140和430 W共4種網(wǎng)格數(shù)量模型并計(jì)算，監(jiān)測(cè)P01點(diǎn)風(fēng)速。如圖5所示，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量大于140 W后繼續(xù)增加網(wǎng)格數(shù)量風(fēng)速偏差小于1%，綜合考慮計(jì)算效率與精度，選取140 W網(wǎng)格模型進(jìn)行求解計(jì)算。

1.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

針對(duì)頂風(fēng)式熱泵干燥箱流場(chǎng)層間不均性問(wèn)題，本文提出了一種新的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案：可控移動(dòng)導(dǎo)風(fēng)板機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式與布置位置如圖6所示?？梢苿?dòng)導(dǎo)風(fēng)板長(zhǎng)5 400 mm，橫截面為具有一定厚度的圓弧，圓弧曲率半徑為2 000 m。導(dǎo)風(fēng)板縱向移動(dòng)，移動(dòng)起點(diǎn)（最低點(diǎn)）距干燥箱底部200 mm，單向最大移動(dòng)距離為1 400 mm。干燥箱運(yùn)行過(guò)程中風(fēng)機(jī)風(fēng)向會(huì)周期性變化，兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板僅在該側(cè)為上風(fēng)側(cè)時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，下風(fēng)側(cè)導(dǎo)風(fēng)板則停留在最低點(diǎn)處。

為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)板的勻速周期運(yùn)動(dòng)，先將導(dǎo)風(fēng)板置于最低點(diǎn)并用穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算至收斂，激活動(dòng)網(wǎng)格并導(dǎo)入U(xiǎn)DF（user-defined functions），采用網(wǎng)格光順與網(wǎng)格重構(gòu)法對(duì)四面體網(wǎng)格進(jìn)行變形與重構(gòu)，將穩(wěn)態(tài)模型調(diào)至瞬態(tài)進(jìn)行求解計(jì)算。其中導(dǎo)風(fēng)板的運(yùn)動(dòng)速度、周期設(shè)置通過(guò)編寫(xiě)DEFINECG-MOTION 函數(shù)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真計(jì)算流程見(jiàn)圖7。

1.6 導(dǎo)風(fēng)板不同運(yùn)動(dòng)模型參數(shù)設(shè)置

設(shè)置2種工況，入口速度分別2.12 和3.21 m·s-1，出口壓力均為0，研究導(dǎo)風(fēng)板不同運(yùn)動(dòng)模型周期運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)量變化。為提升頂風(fēng)式熱泵干燥箱流場(chǎng)層間均勻性，令導(dǎo)風(fēng)板做勻速周期運(yùn)動(dòng)，上風(fēng)側(cè)導(dǎo)風(fēng)板從底部以15 mm·s-1勻速運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)，再以相同的速度勻速返回最低點(diǎn)，以此作為1個(gè)周期（188 s）運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)風(fēng)板進(jìn)行分段勻速運(yùn)動(dòng)，物料架從最低點(diǎn)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，初始運(yùn)動(dòng)速度為10 mm·s-1，運(yùn)行10 s后速度升高至15 mm·s-1，保持該速度直到導(dǎo)風(fēng)板到達(dá)最高點(diǎn)，再次返回該位置時(shí)，速度降至10 mm·s-1，運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)，以此為1個(gè)周期（194 s）運(yùn)動(dòng)。為進(jìn)一步提升物料架底層的相對(duì)風(fēng)量，提出了勻速+停滯復(fù)合運(yùn)動(dòng)方案，導(dǎo)風(fēng)板在底部停滯30 s后以15 mm·s-1的速度從最低點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，并保持相同的速度勻速返回最低點(diǎn)，以此為1個(gè)周期（218 s）運(yùn)動(dòng)。

1.7 評(píng)價(jià)指標(biāo)

為定量分析評(píng)價(jià)干燥箱內(nèi)氣流場(chǎng)的層間不均勻性，參考速度分布不均勻系數(shù)[17]，建立風(fēng)量分布不均勻系數(shù)，如式（1）所示。

式中，M 為不均勻系數(shù)，Vi 為干燥箱流場(chǎng)觀測(cè)面上第i 測(cè)點(diǎn)所在層風(fēng)量，m3；i 為各測(cè)點(diǎn)的數(shù)字編號(hào)；Vˉ為各層風(fēng)量的均值，m3；n 為測(cè)點(diǎn)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 流場(chǎng)層間不均勻性分析

2.1.1 仿真結(jié)果分析 由圖8和圖9可得，風(fēng)機(jī)出口氣流在弧形頂板的導(dǎo)流作用下從水平運(yùn)動(dòng)迅速過(guò)渡到豎直運(yùn)動(dòng)，同時(shí)出口斷面的收縮導(dǎo)致氣流轉(zhuǎn)向后速度從2.0～3.5 m·s-1 驟然升高至5.0～7.5 m·s-1，在轉(zhuǎn)向和流動(dòng)斷面收縮的共同作用下出現(xiàn)了氣流貼壁運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，壁面?zhèn)蕊L(fēng)速高達(dá)7.0～10.0 m·s-1，遠(yuǎn)高于物料架側(cè)的1.0 m·s-1。氣流沿著干燥箱側(cè)壁直達(dá)干燥箱底部，主要從物料架底部1～3層以約5.0 m·s-1 的風(fēng)速流通，而物料架上層風(fēng)速僅約1.0 m·s-1，上下層風(fēng)速差異顯著。不同風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速下，干燥箱內(nèi)氣流流動(dòng)規(guī)律并無(wú)明顯區(qū)別，但更高的送風(fēng)速度會(huì)提高氣流整體流速。

2.1.2 驗(yàn)證結(jié)果分析 為驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性，在風(fēng)機(jī)頻率50 Hz條件下進(jìn)行了氣流場(chǎng)不均勻性驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 10所示。

物料架第1層（最底層）風(fēng)速最高，約6.5 m·s-1，隨著層數(shù)升高風(fēng)速銳減，第5 層風(fēng)速最低，約0.3 m·s-1，隨后第6～8層風(fēng)速隨著層數(shù)的升高而增大，第8層以上各層風(fēng)速趨于穩(wěn)定，約1.0 m·s-1。仿真計(jì)算風(fēng)速與實(shí)驗(yàn)記錄風(fēng)速變化趨勢(shì)一致，絕大多數(shù)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速相對(duì)誤差在10%以?xún)?nèi)。

為定量分析氣流場(chǎng)不均勻性，將仿真計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入風(fēng)量分布不均勻系數(shù)（M）計(jì)算公式，仿真計(jì)算所得風(fēng)量分布不均勻系數(shù)（M）為96.1%，試驗(yàn)所得風(fēng)量分布不均系數(shù)為103.7%，相對(duì)誤差7.4%。

綜上所述，基于Fluent的數(shù)值模擬計(jì)算能夠準(zhǔn)確反映干燥箱內(nèi)部流場(chǎng)的層間不均勻性問(wèn)題，模型的簡(jiǎn)化與邊界條件的設(shè)置具有合理性，可以用于進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真。

2.2 優(yōu)化結(jié)果分析

2.2.1 勻速運(yùn)動(dòng)分析 導(dǎo)風(fēng)板勻速運(yùn)動(dòng)的仿真計(jì)算結(jié)果如圖 11 所示，結(jié)合送風(fēng)速度為2.12 和3.21 m·s-1 風(fēng)量變化曲線可得，從1～15 層單位周期內(nèi)通過(guò)的風(fēng)量逐漸上升，至16層有所下降，即不同出口風(fēng)速下，物料架各層風(fēng)量變化趨勢(shì)保持一致。整體來(lái)看，5～12層物料架風(fēng)量幾乎一致，上下波動(dòng)小于10 m3，1～5層與12～16層相鄰層風(fēng)量差異明顯大于5～12 層，全局風(fēng)量最大層為15層，風(fēng)量分別231和160 m3，全局風(fēng)量最小層為第1 層，風(fēng)量分別為103 和70 m3，風(fēng)量最大層與最小層風(fēng)量比分別為2.24 和2.28。送風(fēng)速度3.21 m·s-1與送風(fēng)速度2.12 m·s-1的層間風(fēng)量分布不均勻系數(shù)（M）分別為16.81%、16.46%，較優(yōu)化前有顯著性降低，但物料架1～5層與12～16層的相鄰層風(fēng)量差仍較大。

2.2.2 分段勻速運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)風(fēng)板勻速周期運(yùn)動(dòng)雖大幅降低了風(fēng)量分布不均勻系數(shù)，但仍存在物料架第1層風(fēng)量?jī)H為第15層風(fēng)量的1/2及物料架下層風(fēng)量小于上層的問(wèn)題，因此需延長(zhǎng)物料架在下層運(yùn)動(dòng)時(shí)間從而提高下層的相對(duì)風(fēng)量，降低上下層風(fēng)量差異。

導(dǎo)風(fēng)板分段勻速運(yùn)動(dòng)物料架各層風(fēng)量如圖12所示，不同送風(fēng)風(fēng)速下，物料架第1層風(fēng)量仍最小，且明顯小于第15層。在2.12與3.21 m·s-1送風(fēng)速度下，風(fēng)量最大層（第15層）與風(fēng)量最小層（第1層）的風(fēng)量比值分別為2.08與1.95，較勻速運(yùn)動(dòng)有所改善但仍較大；風(fēng)量分布不均勻系數(shù)（M）分別為14.41%與13.75%，較勻速運(yùn)動(dòng)降低了約3%，但仍大于10%。分段勻速運(yùn)動(dòng)方案較勻速運(yùn)動(dòng)方案更優(yōu)，但仍有改善空間。

2.2.3 勻速+停滯復(fù)合運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)風(fēng)板勻變速周期運(yùn)動(dòng)雖降低約3%的不均勻系數(shù)，但風(fēng)量最大層與最小層的風(fēng)量比仍接近于2，風(fēng)量層間差異性仍較大，需進(jìn)一步提升物料架底層的相對(duì)風(fēng)量。

圖13為導(dǎo)風(fēng)板勻速+停滯運(yùn)動(dòng)方案在單位運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)x=2.8 m截面處的速度云圖。在前30 s內(nèi)，導(dǎo)風(fēng)板停滯在最低點(diǎn)，此時(shí)物料架1～4層為氣流的主要流通層，風(fēng)速在3～6 m·s-1，其他物料架層風(fēng)速較低小于1 m·s-1，停滯時(shí)間內(nèi)下層流通風(fēng)量遠(yuǎn)高于上層。30 s后導(dǎo)風(fēng)板開(kāi)始勻速上移，并通過(guò)導(dǎo)流作用帶動(dòng)氣流在物料架的主要流通區(qū)一起上移，勻速上升期間氣流主要流通區(qū)波及高度約為4層物料架的高度。在導(dǎo)流板上行與下行勻速運(yùn)動(dòng)區(qū)間，氣流主要流通區(qū)在導(dǎo)風(fēng)板的作用下均勻掃掠過(guò)物料架各層，由于物料架上層氣流流通時(shí)間整體高于下層，所以在運(yùn)動(dòng)期間物料架上層流通風(fēng)量大于下層。綜上可得，導(dǎo)風(fēng)板單位運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)物料架內(nèi)各層風(fēng)量趨于均勻。

圖14為導(dǎo)風(fēng)板勻速+停滯運(yùn)動(dòng)方案在單位運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)物料架各層風(fēng)量。在不同風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速下，第1層的風(fēng)量較勻速運(yùn)動(dòng)與分段勻速運(yùn)動(dòng)相比均有極大的改善，各層風(fēng)量的整體變化趨勢(shì)為下層（1～3層）與上層（14～16層）風(fēng)量有一定波動(dòng)，中間層（4～15層）風(fēng)量較為穩(wěn)定，各層風(fēng)量均勻分布在平均風(fēng)量水平線兩側(cè)。在2.12與3.21 m·s-1送風(fēng)速度下，風(fēng)量最大層（15層）與風(fēng)量最小層（16層）的風(fēng)量比值分別為1.36與1.45，改善效果明顯；風(fēng)速不均勻系數(shù)（M）分別為7.02%與9.33%，M 值均低于10%。綜上可知，在導(dǎo)風(fēng)板勻速+停滯運(yùn)動(dòng)方案下，物料架各層風(fēng)量具有良好的層間均勻性，可進(jìn)一步通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證其干燥均勻性。

2.3 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證分析

將去核后的青梅均勻鋪展在物料篩子上，放置于推車(chē)，每輛推車(chē)放置3列16層青梅物料。經(jīng)測(cè)量青梅的初重為559.49 kg，初含水率52%，烘干目標(biāo)終含水率25%。送風(fēng)溫度隨著干燥階段的不同而改變，依次為50、58、55 ℃，風(fēng)機(jī)頻率始終保持在50 Hz，總干燥時(shí)間為7 h 40 min。選取干燥箱中的位于同一列的每層物料進(jìn)行測(cè)量，干燥后的青梅含水率見(jiàn)表2。

由表2可得，在勻速+停滯導(dǎo)風(fēng)板復(fù)合運(yùn)動(dòng)方案下，干燥結(jié)束后的青梅各層含水率與均值的相對(duì)誤差均在5%以?xún)?nèi)，各層青梅含水率標(biāo)準(zhǔn)差為0.01，均值為24.32%，各層青梅含水率差異小，干燥層間均勻性高。其他干燥箱流場(chǎng)結(jié)構(gòu)研究，重點(diǎn)針對(duì)頂風(fēng)式結(jié)構(gòu)干燥箱流場(chǎng)層間不均勻性問(wèn)題進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，優(yōu)化后層間風(fēng)量不均勻系數(shù)為7.02%，為后續(xù)頂風(fēng)式干燥箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供借鑒。

本研究采用Fluent數(shù)值模擬方法獲得精確、直觀的頂風(fēng)式干燥箱流場(chǎng)解，結(jié)果表明，風(fēng)機(jī)出風(fēng)氣流會(huì)在干燥箱壁面的約束和引導(dǎo)下沿著壁面運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致離風(fēng)機(jī)出風(fēng)口近端的高層物料架通風(fēng)量大幅低于干燥箱底部物料架，通過(guò)設(shè)計(jì)可控移動(dòng)導(dǎo)風(fēng)板機(jī)構(gòu)并優(yōu)化其運(yùn)動(dòng)邏輯，引導(dǎo)出口氣流進(jìn)行轉(zhuǎn)向與上下掃掠，使單位周期內(nèi)各層物料架流通風(fēng)量趨于一致。該可控移動(dòng)導(dǎo)風(fēng)板機(jī)構(gòu)相比劃分等寬流道等結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案具有空間占用小、均風(fēng)范圍可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，更符合頂風(fēng)式熱泵干燥箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以在物料架左右兩側(cè)較小區(qū)域內(nèi)完成對(duì)出風(fēng)氣流的轉(zhuǎn)向引導(dǎo)作用，提升了干燥箱內(nèi)部空間利用率，同時(shí)針對(duì)物料架利用率不高的情況，可以通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)板運(yùn)動(dòng)范圍及運(yùn)動(dòng)邏輯，實(shí)現(xiàn)縱向上精準(zhǔn)區(qū)域流場(chǎng)優(yōu)化，提升送風(fēng)氣流利用率。