原粮表观热物性参数及含水率的快速测量方法

发布时间：2020-04-06 18:32

【摘要】：为提高粮食收储过程中含水率检测的效率和精度,本文探索用吸热系数表征含水率的间接测量方法,以预标定的吸热系数与含水率的依赖关系为基础,通过测量粮食的吸热系数进而间接得到粮食的含水率。分别选择小麦作为主要研究对象、小米作为参照对象,采用准稳态圆筒法测量了不同含水率的小麦和小米的热物性参数,获得小麦和小米的导热系数、比热容、热扩散系数和吸热系数与含水率的依赖关系。结果表明,小麦的含水率从6.913%上升到12.366%时,导热系数的增幅为175.3%,吸热系数的增幅为118.2%;小麦的含水率从8.392%上升到12.366%时,比热容的增幅为77.4%;线性拟合各热物性参数随含水率变化的关系式,计算出小麦的导热系数、吸热系数及比热容随含水率变化的相关系数分别为:0.907、0.922、0.876。数据表明小麦的含水率随吸热系数变化的相关系数最高,线性度最好。小米的实验数据表明,在小米含水率从6.875%上升到15.179%时,小米的导热系数增幅为95.8%,吸热系数的增幅为82.7%;线性拟合各热物性参数随含水率变化的关系式,计算得到小米的导热系数、吸热系数随含水率变化的相关系数分别为:0.81、0.94。数据表明小米的含水率随吸热系数变化的相关系数最高,线性度最好。为适应现场快速检测的需要,制作了吸热系数的热探针测量装置。该热探针采用了改进的热线法原理,将线热源模型改为面热源模型,减小了由于探针尺寸所造成的原理误差。使用自制的热探针测量设备,对小麦和小米进行测量。分析了粮食在探针壁面上过余温度随时间变化的规律,计算过余温度和时间的二分之一次方的线性关系式,进而通过斜率求得吸热系数。对比数据分析发现小麦的吸热系数在一定范围内的确随含水率线性增加,但是其增加的幅度和数值变化的范围与预标定的数值仍有一定的偏差。而小米的测量数据表明,小米的吸热系数的确随含水率增大而增大,并且其与含水率关系的线性关系式基本上与预标定的关系式吻合。这说明利用吸热系数来测量粮食含水率具有可行性,并且热探针测量装置可以应用于间接测量粮食含水率。
【图文】：

加湿平台示意图

加湿装置设备图
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S375

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本文编号：2616873