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题名非共沸混合工质闭式热泵干燥旁通系统性能试验
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作者
梁坤峰
李琳琳
高春艳
陈浩远
安家旺
杨晨光
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机构
河南科技大学车辆与交通工程学院
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出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第7期259-268,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(52378094
52376005)
+1 种基金
河南省科技发展计划项目(222102220033)
洛阳市科技发展计划项目(2302035A)。
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文摘
干燥技术对于提升农产品附加值具有关键作用。为突破传统干燥技术运行能耗高且干燥性能不佳的技术瓶颈,该研究提出了一种基于非共沸混合工质的闭式热泵干燥系统,通过空气旁通优化热能回收来改善干燥性能和系统运行能效。采用白萝卜为试验材料,以热泵干燥系统的传热系数、干燥速率、除湿能耗比、物料最终湿基含水率及[火用]效率等指标作为优化目标,构建动力学与热力学分析模型,探讨干燥温度、空气旁通率及非共沸混合工质配比对系统干燥性能与能效的影响。试验结果表明,当空气旁通率为60%时,蒸发器传热系数与物料干燥速率达到峰值,系统综合性能最优,此时当干燥温度为55℃,白萝卜最终湿基含水率有最低值,为23.4%;非共沸混合工质的引入进一步提升了系统能效与干燥性能。在最优配比(即R32质量分数为0.70)时,系统性能系数达到最大值3.21,相较于其他工况,物料的最终湿基含水率最低,干燥时间缩短14.3%以上;热力学分析表明,蒸发器与冷凝器[火用]损失约占系统总[火用]损失的50%,其中冷凝器[火用]损失最大,约为总[火用]损失的32%。而最优工质配比可使系统[火用]效率达到最高,为40.37%。该研究明确了空气旁通率与非共沸混合工质配比等参数对系统干燥性能和热泵热力学性能的影响机理,为热泵干燥系统的性能优化和高效运行提供了理论依据和技术支持,具有良好的应用前景。
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关键词
热泵干燥
?分析
非共沸混合工质
空气旁通率
最优配比
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Keywords
heat pump drying
exergy analysis
non-azeotropic mixture
air bypass ratio
optimum mixing ratio
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分类号
S126
[农业科学—农业基础科学]
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