热泵干燥实验装置设计
900热泵干燥装置研发设计-空气与平板型物料传质计算
900热泵干燥装置研发设计-空气与平板型物料传质计算lengrekeji（冷热科技）膏浆状、颗粒状、条块状等物料布放在料盘或传送带上、空气平行流过物料表面对物料进行干燥时，属空气与平板型物料之间的传热传质。
“冷热平台”微信公众号中《湿空气对流传质计算示例》（2019-10-07）一篇中对低速空气与较短平板之间传质计算已进行介绍，本篇估算较高速空气沿较长物料表面流动时的传质数据。
雷诺数Re=uL/v式中：Re为雷诺数，无因次；u为空气速度，m/s；L为物料铺展长度，m；v为空气运动黏度，m2/s；舍伍德数Sh=a m L/D式中：Sh为舍伍德数，无因次；a m为空气与物料之间的对流传质系数，m/s；L为物料铺展长度，m；D为水蒸气在空气中的质扩散系数，m2/s；施密特数Sc=v/D式中：Sc为施密特数，无因次；v为空气运动黏度，m2/s；D为水蒸气在空气中的质扩散系数，m2/s。
估算方程物料铺展长度上平均舍伍德数估算公式为：Re<500000时层流：Sh=0.664Re0.5Sc0.333Re>500000时湍流：Sh=(0.0374Re0.8- 870) Sc0.333估算示例物料铺展长度约3.0 m，温度50℃；空气温度40℃，空气沿物料表面长度方向的流速3.0m/s。
空气40℃时（精细计算时应按空气与平板的平均温度即45℃计算）：v=16.96*10-6m2/sRe=3.0*3.0/(16.96*10-6)=530000D=(0.0009218/101325)*(3132.5/(313+245))=1598/56539350=0.283*10-4m2/sSc=(16.96*10-6)/(0.283*10-4)=0.6Re>500000舍伍德数：Sh=(0.0374*5300000.8 - 870)*0.60.333=550*0.844=464空气与物料之间的传质系数：a m=DSh/L=0.283*10-4*464/3.0=0.0044m/s物料铺展长度约0.5 m，其他参数同上时：Re=3.0*0.5/(16.96*10-6)=88443<500000舍伍德数：Sh=0.664*884430.5*0.60.333=167空气与物料之间的传质系数：a m=0.283*10-4*167/0.5=0.0095m/s。
脱水蔬菜热泵_热风组合干燥装置设计
脱水蔬菜热泵-热风组合干燥装置设计Combination dryer of heat-pump and hot-air for drying of dehydratedvegetablesZHANG Xu-kun 1,WU Peng-hui 1,XU Gang 2,GU Zhen 2,XU Jian-guo 2(1.College of Aeronautical and Mechanical Engineering,Nanchang Hangkong University,Nanchang 330063;2.Food Engineering Center,Jiangxi Academy of Sciences,Nanchang330039)Abstract:A combination dryer of heat-pump and hot-air was designed and constructed.The combine dryingof heat-pump and hot-air can enhance the performance of the conventional heat pump drying in terms of lower energy consumption and better product quality.Adopt that technique manufacture dehydrated vegetables,the produce quality is good,manufacturing cost lets drop,energy consumption is little,not come into being in the production process microbe pollution,to being applicable to the deep process of different greens food.Key words:dehydrated vegetables;heat -pump drying;hot-air drying;combination drying张绪坤1，吴鹏辉1，徐刚2，顾震2，徐建国2(1.南昌航空大学航空与机械工程学院，南昌330063；2.江西省科学院食品工程创新中心，南昌330029)摘要：设计了一套热泵-热风组合干燥装置，该装置能进行前期热泵干燥后期热风干燥，或前期热风干燥后期热泵干燥等组合干燥。
热泵干燥装置课程设计
热泵干燥装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解热泵干燥装置的基本原理和运行机制；2. 学生能够掌握热泵干燥装置的主要组成部分及各部分功能；3. 学生能够了解热泵干燥技术在现代农业、食品加工等领域的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析热泵干燥装置的优缺点；2. 学生能够通过小组合作，设计简单的热泵干燥装置实验方案；3. 学生能够运用实验数据，评估热泵干燥装置的节能效果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对热泵干燥技术的研究兴趣，激发学生探索新技术的热情；2. 培养学生团队合作精神，让学生在合作中学会相互尊重、沟通和解决问题；3. 增强学生的环保意识，使学生认识到热泵干燥技术在节能减排方面的重要性。
课程性质：本课程为应用物理与技术实践相结合的课程，旨在让学生在实际操作中掌握热泵干燥装置的相关知识。
学生特点：初三学生具有一定的物理基础和实验操作能力，对新技术有一定的兴趣和好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过实验、案例分析等教学方法，引导学生主动参与，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成良好的团队合作精神和环保意识。
教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 热泵干燥装置原理：介绍热泵干燥装置的工作原理，包括制冷剂循环、热交换过程等，结合课本第五章第三节内容。
2. 热泵干燥装置的组成部分：详细讲解压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要部件的功能和作用，参考课本第五章第四节。
3. 热泵干燥技术的应用：分析热泵干燥技术在现代农业、食品加工、药品制造等领域的应用案例，结合课本第五章第五节。
4. 热泵干燥装置实验：设计实验方案，让学生动手操作，观察热泵干燥装置的运行过程，收集实验数据，与课本第六章实验内容相结合。
5. 热泵干燥装置的优缺点分析：从节能、环保、干燥效果等方面分析热泵干燥装置的优缺点，对比其他干燥方法，参考课本第五章第六节。
内加热式热泵干燥装置的设计
单位 空气循 环 量为 ：
Ｚ ： —Ｌ
ａ ２ － ＿ ａ １
（ ６ ）
式 中 —— 干 空气循 环量 ，ｋ ｇ ／ ｓ ；
— —
进干燥器空气的湿含量 ， ｋ ｇ（ 水蒸气） ／ ｋ ｇ（ 干空气） ； 出干燥器空气的湿含量 ， ｋ ｇ（ 水蒸气） ／ ｋ ｇ（ 干空气） ；
第３ ４ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月
化 工装 备技 术
、
。
多功能变工况热泵干燥装置的设计分析
收稿日期：2008-07-09基金项目：广东省科技厅项目资助（编号：2004B20401011）第一作者：李敏（1967－）女，硕士，副教授，主要从事水产品加工及贮藏工程的工艺和设备的研究。
多功能变工况热泵干燥装置的设计分析李 敏1，关志强2，张杰文1，刘 兰1（1. 广东海洋大学工程学院，湛江524025；2. 茂名学院，茂名525000）摘 要：设计了可同时实现开式、闭式和半开式干燥介质循环，可在干燥过程中转换工艺、调节工况的热泵干燥装置，以热泵工质 R134a 为例进行了1匹热泵干燥装置的设计计算，就同一装置在变工况下的性能进行理论分析。
结果表明，蒸发温度的提高可有效提高装置的性能及除湿能耗比，冷凝温度的降低可使装置的COP 值升高，除湿能耗比下降。
关键词：多功能；变工况；热泵干燥装置；COP 值；除湿能耗比中图分类号：TB6 文献标志码：A 文章编号：1673-9159(2008)06-0061-05The Design and Analysis of Multi-function VariableConditions of Heat Pump DryerLI Min 1，GUAN Zhi-qiang 2，ZHANG Jie-wen 1，LIU Lan 1(1.Guangdong Ocean University,Engineering College, Zhanjiang 524025；2.MaomingCollege,Maoming 525000，China )Abstract: A heat pump dryer which can be carried out as open, closed and semi-dry medium cycle at the same time was designed. The device can dry at the high-temperature, low and moderate temperature for the configuration of equipment, and change the drying process, and realize the drying process of warming - cooling - warming up. As the R134a has been used as a heat pump refrigerant, the design of the heat pump dryer was calculated. At last, the performance of the same equipment at the different conditions is analyzed. Results showed that the increase of evaporation temperature can effectively improve the performance of device and SMER, but the decrease of condensation temperature leads to the raise of COP, and the lower of SMER.Key words: multi-function; variable conditions; heat pump dryer; COP; SMER热泵是一种高效、节能的热回收装置。
890热泵干燥装置研发设计技术路线
890热泵干燥装置研发设计技术路线
lengrepingtai（冷热平台）
lengrekeji（冷热科技）
技术路线
热泵干燥（烘干）装置的基础内容请参见“冷热平台”微信公众号前面内容。
热泵干燥装置研发设计的基本技术路线如下图。
物料物性及干燥要求
物料物性包括热物性、化学物性、生理活性、环境特性、电磁声光等物理特性等。
干燥要求包括初始含水率、产品含水率、物料处理量、物料干燥能耗、物料中有效成分保留率及色、香、味、质构等要求。
干燥方式及干燥器优选
根据物料特性及干燥要求，优选干燥方式，如对流加热、导热、红外、真空、电磁、超声波、吸附等，并基于此优选适宜的干燥器型式。
物料干燥动力学
通过理论或实验等方法，掌握物料中水分、有效成分、质构、色泽等在不同的干燥参数下随时间的变化规律。
物料干燥工艺
根据物料干燥要求和干燥动力学规律，确定不同干燥时段物料的最佳干燥参数，建立优化的物料干燥工艺。
干燥器设计
根据干燥器选型和物料干燥工艺，对干燥器具体结构及参数等进行初步设计。
热泵设计
根据物料干燥工艺和初步设计的干燥器，初步设计与之匹配的热泵，包括流程、结构、参数等。
热泵干燥系统总体优化
根据物料干燥工艺要求，以系统总体性能最佳为目标，对热泵干燥装置及干燥工艺等进行总体优化，进而再对干燥器和热泵进行精细设计。
上述技术路线中很多环节需通过软件和实验装置进行；对热泵干燥系统进行总体优化设计后，也需基于实验装置和实际装置的运行情况，再对设计软件、干燥器、热泵等进行进一步完善。
热泵干燥装置的基础知识与设计
干燥的目的是除去某些原料、半成品中的水分或溶剂，以便于物料的包装、运输、贮藏、加工和使用。
工程上将物料中水分除去的方法包括机械法（离心、压榨等）、加热方法、化学吸附方法等。
干燥一般是指利用加热方法除去物料中水分的过程（热传导、热对流和热辐射三种）。
常规干燥装置通常直接用电加热或燃料燃烧来获得干燥所需的热能，能耗大，污染大。
而热泵是一种高效制热装置（产出的热能>消耗的能量）。
干燥是工农业生产中广泛使用且耗能巨大的加工工艺，世界各国都在对干燥工艺的节能技术进行大量的研究。
作为一种新型技术的热泵干燥系统，由于其较常规气流干燥在能源消耗和干燥成本方面具有明显的优势，因而逐渐成为人们研究的热点。
热泵实质上是一种热量提升装置，其作用是从周围环境中吸取热量并把它传递给温度更高的被加热对象（原理与制冷机相同，都按照逆卡诺循环原理来工作，区别在于工作温度范围不一样）。
热泵干燥系统是一种不采用电加热丝加热或其它热源辐射加热的除湿干燥设备，因而其具有节能、低温、安全、环保等优点。
目前所开发的热泵干燥系统按照热泵特性划分，主要有如下几类：1.蒸气压缩式热泵干燥系统，由压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器构成封闭系统。
蒸气压缩式热泵也称为机械压缩式热泵，该类热泵用电机、内燃机、燃气轮机、蒸汽轮机等驱动压缩机，使热泵工质在热泵中循环流动，实现高效制热，是应用最广泛的热泵装置。
2.吸收式热泵干燥系统，由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵、溶液阀、溶液交换器组成封闭回路。
吸收式热泵以热能为驱动能源，使发生器中的工质对（工质+吸收剂）溶液沸腾，产生工质蒸汽，并在热泵中循环流动，实现热泵的制热功能，也是目前应用较多的热泵装置。
3.化学热泵干燥系统（如吸附式热泵干燥系统等）以热能为驱动能源，可以利用低品位的工业余热、太阳能热源等，因此具有节能、清洁的优点。
然而此类热泵的单位制冷、制热量较低，且总体除湿率偏低。
4.其它热泵干燥系统（蒸汽喷射式等），因能源效率或者技术问题应用不如前三种广泛。
热泵干燥实验装置设计
题目：热泵干燥实验装置设计一、毕业设计内容及要求(一）原始依据（文献综述等）本设计为实验室热泵供热干燥设备系统设计，要求设计热泵供热系统和干燥供风循环系统进行设计。
此实验装置用于学生对各种物料进行干燥实验。
干燥室内温度要求80℃以上。
原始资料：热泵功率：2KW干燥室内温度要求80℃以上。
回风与新风比可调。
参考文献：1．中华人民共和国国行业标准，采暖通风与空气调节设计规范，GB50019-2003。
2．中华人民共和国国行业标准，办公建筑设计规范，JGJ67-19893. 赵荣义，范存养，薛殿华等.空气调节.北京：中国建筑工业出版社，20034．陆耀庆.实用供热空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社,20005．刘旭,冯玉琪.实用空调技术精华---设计、安装与维修实例大全. 北京：人民邮电出版社,20016．冯玉琪，徐玉标，吕关宝.新编实用空调制冷设计、选型、调试、维修手册. 北京：电子工业出版社,19977．周邦宁主编.中央空调设备选型手册.19998．李峥嵘.空调通风工程识图与施工.合肥：安徽科技出版社，2001（二）设计内容和要求：（说明书、专题、绘图、试验结果等）设计内容：本设计为实验室热泵供热干燥设备系统设计，要求设计热泵供热系统和干燥供风循环系统进行设计。
此实验装置用于学生对各种物料进行干燥实验。
干燥室内温度要求80℃以上。
技术参数：热泵功率：2KW干燥室内温度要求80℃以上。
回风与新风比可调。
研究步骤：1.干燥热负荷的计算；2.湿负荷的计算；3.热泵系统方案的确定；4.干燥热风系统的设计；设计要求：（一）按毕业设计任务书，编写毕业设计说明书。
毕业设计说明书字数不少于2万字（包括计算及图表），计算机打印，按学校规定的统一格式。
（二）绘制系统布置图纸1号图纸4张，总计零号图纸2张。
（三）设计说明书应包括以下内容并装订成册：1.封面：按规定的统一格式。
2.设计任务书：按统一格式。
3.答辩成绩：按统一格式。
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题目：热泵干燥实验装置设计一、毕业设计内容及要求(一）原始依据（文献综述等）本设计为实验室热泵供热干燥设备系统设计，要求设计热泵供热系统和干燥供风循环系统进行设计。
此实验装置用于学生对各种物料进行干燥实验。
干燥室内温度要求80℃以上。
原始资料：热泵功率：2KW干燥室内温度要求80℃以上。
回风与新风比可调。
参考文献：1．中华人民共和国国行业标准，采暖通风与空气调节设计规范，GB50019-2003。
2．中华人民共和国国行业标准，办公建筑设计规范，JGJ67-19893. 赵荣义，范存养，薛殿华等.空气调节.北京：中国建筑工业出版社，20034．陆耀庆.实用供热空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社,20005．刘旭,冯玉琪.实用空调技术精华---设计、安装与维修实例大全. 北京：人民邮电出版社,20016．冯玉琪，徐玉标，吕关宝.新编实用空调制冷设计、选型、调试、维修手册. 北京：电子工业出版社,19977．周邦宁主编.中央空调设备选型手册.19998．李峥嵘.空调通风工程识图与施工.合肥：安徽科技出版社，2001（二）设计内容和要求：（说明书、专题、绘图、试验结果等）设计内容：本设计为实验室热泵供热干燥设备系统设计，要求设计热泵供热系统和干燥供风循环系统进行设计。
此实验装置用于学生对各种物料进行干燥实验。
干燥室内温度要求80℃以上。
技术参数：热泵功率：2KW干燥室内温度要求80℃以上。
回风与新风比可调。
研究步骤：1.干燥热负荷的计算；2.湿负荷的计算；3.热泵系统方案的确定；4.干燥热风系统的设计；设计要求：（一）按毕业设计任务书，编写毕业设计说明书。
毕业设计说明书字数不少于2万字（包括计算及图表），计算机打印，按学校规定的统一格式。
（二）绘制系统布置图纸1号图纸4张，总计零号图纸2张。
（三）设计说明书应包括以下内容并装订成册：1.封面：按规定的统一格式。
2.设计任务书：按统一格式。
3.答辩成绩：按统一格式。
4.开题报告：按统一格式。
5.摘要：简介设计课题、设计内容，提出本人见解和结论，并有中英文对照。
6.目录：按设计成册后编目、页次编号。
7.前言。
8.设计说明。
9.设计计算及其结论列表汇总。
10.主要技术经济指标汇总。
11.参考文献目录-按标准列出。
附录及不少于4000字的有关技术资料的译文二、毕业设计（论文）进度计划及检查情况记录表注：（1）表中“实际完成内容”、“检查人签名”栏目要求用笔填写，其余各项均要求打印。
（2）毕业设计（论文）任务书一式二份，一份学院系留存，一份发给学生，任务完成后装订在毕业设计说明书（毕业论文）内。
天津理工大学本科毕业设计开题报告届：2012 学院：自动化学院专业：热能与动力工程2012年2月24日天津理工大学教务处制表热泵干燥实验装置设计摘要热泵干燥装置具有节约能源、环境友好、可低温干燥等特点，近年得到了较快的发展。
本文分别介绍了干燥技术和热泵系统，并对照不同种类的热泵干燥装置，选择并设计了一套适合实验室的热泵干燥装置。
各部分的具体内容如下：详细分析了开式、半开式、封闭式三大类架构型式的不同使用场合及各自的优缺点。
应用理想循环放法作为对不同结构的热泵干燥装置进行分析比较的基准，对常用的封闭式热泵干燥装置两种典型结构进行了详细地介绍，给出了相关评价。
介绍了干燥技术和热泵技术，以及他们的发展情况。
并且建立了符合实验室要求的带有辅助加热的干燥系统。
热泵技术应用于干燥过程不但可以减少能量消耗，而且可以提高干燥产品质量，在各行业都有广泛的应用和发展。
关键词：干燥技术热泵干燥节能环保Design of the heat hump drying experiment deviceABSTRCTHeat pump dryer technology has developed rapidly in these years with its advantages of energy saving, environment friendly，drying in low temperature, etc.This paper describes the drying and heat pump systems，and control different types of heat pump drying device，selection and design of a Heat pump drying device for laboratory.The specific content of each section was as follows:Analyze the application characteristics place and virtues and defects of three different kinds of heat pump dryers-opened loop heat pump dryers, semi-opened loop heat pump dryers and closed loop heat pump dryers. Two typical widely used closed loop heat pump dryers were introduced in great detail and also were evaluated based on ideal cycle method.Introduced drying technology and heat pump technology,and their development.And the establishment of a drying system to meet laboratory requirements with auxiliary heating.Heat pump technology applied in drying procedure can not only decrease the energy consumption, but also improve thequality of drying materials，Have wide applications and development in various industries.Keywords: Drying technology Heat pump drying Energy saving and environmental protection目录第一章绪论 (1)1.1干燥技术 (1)1.1.1干燥的概述 (1)1.1.2干燥的分类 (2)1.1.3干燥技术和设备在我国的发展 (2)1.2热泵干燥 (5)1.2.1热泵干燥问题的提出 (5)1.2.3热泵干燥的优缺点 (7)1.2.4热泵干燥的发展趋势 (8)1.3设计方案确定 (9)1.3.1设计内容 (9)1.3.2设计方案确定 (9)第二章热泵原理与热泵干燥原理 (11)2.1 热泵工作原理 (11)2.2热泵的发展史 (13)2.4制冷剂 (15)2.4.1概念简介 (15)2.4.2早期概况 (16)2.4.3一般分类 (16)2.4.4本设计选用制冷剂 (16)2.5热泵干燥原理 (18)2.6 影响热泵干燥装置性能的因素 (18)第三章热泵干燥的型式及特点 (20)第四章系统设计 (23)4.1工程情况 (24)4.2 本设计系统选择 (24)4.3设备的选取 (25)第五章系统组装 (26)5.1干燥箱的设计 (27)5.2空调机组设计 (27)5.3系统总体方案设计 (28)第六章总结 (29)参考文献 (30)致谢 (32)第一章绪论1.1干燥技术1.1.1干燥的概述目的：除去某些原料、半成品中的水分或溶剂，以便于物料的包装、运输、贮藏、加工和使用本质：水分从物料表面向气相转移的过程。
干燥过程是传质和传热相结合的过程（热、质反向传递），干燥速率同时由传热速率和传质速率所支配。
去湿的方法：（1）机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿，这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完全。
（2）热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种方法简称为干燥。
物理法：浓硫酸吸收, 分子筛吸附化学法：利用化学反应脱除湿分（CaO）本质：水分从物料表面向气相转移的过程。
干燥过程是传质和传热相结合的过程（热、质反向传递），干燥速率同时由传热速率和传质速率所支配。
图1.1 干燥的传热过程传质过程Fig.1.1Dry heat transfer process Transfer material process干燥介质：载热体、载湿体干燥过程：物料的去湿过程、介质的降温增湿过程1.1.2干燥的分类根据热能传递方式的不同分成以下四类[11][12]：1.传导干燥能通过传热壁面以传导方式传给与壁面接触的湿物料。
优点：热能利用程度较高；缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。
2.对流干燥热能以对流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料，产生的蒸汽也由热空气带走。
优点：热空气的温度调节比较方便，物料不至于被过热。
缺点：热空气离开干燥器时尚带有相当大的一部分热能，因此对流干燥的热能利用程度比传导干燥差。
3.辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。
优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。
缺点：电能消耗大。
4.介电加热干燥将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并使湿分汽化。
此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。
1.1.3干燥技术和设备在我国的发展1.干燥技术交流情况在中国已举行过不少有关干燥技术的学术会议。
早在19 5 6年6月上海市化学化工学会就组织过华东六省一市干燥过滤技术会议。
19 7 5年6月化学工业部在南京组织并召开了第一届全国干燥技术会议:1896年1月,中国化工学会在上海组织召开了第二届全国干燥技术交流会,迄今己6届。
还有全国冷冻干燥会,全国农副产品干燥学术会、木材干燥技术交流会,以及中国农机学会、收获加工机械专业委员会和全国农产品干燥情报网等也组织过几次干燥技术学术讨论会等。
通过这些干燥技术交流活动,促进了干燥技术的理论研究,推动着干燥技术与装备,应用和进步。
参加这些学术活动的人员组成涉及各行业领域。
原机械工业部还成立了中国通用干燥设备行业协会,挂靠在辽宁省铁岑精工集团股分有限公司(会长单位),行业内部经常进行交流及制订行业标准,以提高协会成员的技术水平和干燥机制造质量。