基于红薯片多孔介质的间歇微波干燥数值分析OA北大核心CSTPCD

针对红薯薄片内部多孔介质子域和外部热空气自由流动子域,采用COMSOL Multiphysics软件分别在不同间歇比(PR=2,PR=3,PR=4,PR=5)条件下构建并求解多相流间歇微波联合对流干燥模型;在热风60℃,风速1.2 m/s的干燥工况下,与红薯薄片热风对流干燥特性进行对比。结果表明,间歇微波对流干燥的最优间歇比为3,干燥速率随间歇比的增加而减小。采用PR=3的间歇微波对流干燥薄片与采用热风对流干燥的薄片相比,前者干燥至相同的含水量时内部液态水和水蒸气通量分别高于后者0.37~2.28倍和0.67~1.9倍,核心温度提高了9.3~69.3℃,导致含水量降低到1.8 kg/kg时前者的干燥速率是后者2.63倍,前者的整体干燥时间比后者缩短68.6%。结合薄片NO.4内通量分布表明,水蒸气和液态水通量聚集于距离薄片表面0~0.01 m区间内,选用间歇微波可降低水分传输到外界的路径,实现了干燥优化。研究结果为红薯薄片间歇微波对流干燥工艺优化提供科学依据。