茶籽烘干機(jī)溫控系統(tǒng)組成（原理）

本文所述的烘干機(jī)是用來(lái)烘干紫菜等產(chǎn)品，完成存儲(chǔ)意圖的裝置。采用箱式結(jié)構(gòu)，以熱輻射加熱為主，采用對(duì)流熱風(fēng)循環(huán)。箱體兩邊有可敞開(kāi)的隔搶手，主要是調(diào)查烘干物品狀況和修理更換內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)使用。烘干機(jī)采用1 個(gè)烘干箱，6 個(gè)溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)的丈量和控制原理完全相同。烘干過(guò)程中，烘干箱內(nèi)溫度的資料和控制規(guī)模為0-110℃，顯現(xiàn)精度為0.1℃，控制精度小于1℃。根據(jù)上述要求進(jìn)行設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)，以滿意烘干機(jī)所有的溫度、精度。

本文設(shè)計(jì)的溫控系統(tǒng)硬件部分分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)主控模塊、輸入輸出通道模塊、報(bào)警模塊等。硬件的整體結(jié)構(gòu)示意圖。多要素實(shí)驗(yàn)要素水平設(shè)計(jì)為獲得３要素組合下的醉優(yōu)解，在單要素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取適當(dāng)?shù)臍饬魉俣取⒏稍餃囟?、分?jí)器內(nèi)孔直徑為實(shí)驗(yàn)要素，運(yùn)用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ軟件進(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合實(shí)驗(yàn)方法的數(shù)據(jù)處理及分析。茶籽烘干機(jī)溫控系統(tǒng)由單片機(jī)為中心，與外部芯片擴(kuò)展構(gòu)成主控模塊。烘干箱的溫度由溫度傳感器檢測(cè)后，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)置的12 位A/D 轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)經(jīng)采樣、濾波、標(biāo)度轉(zhuǎn)化后，一方面將烘干箱內(nèi)溫度由顯現(xiàn)器顯現(xiàn)，另一方面將該溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較，取偏差值依照積分別離的PID 控制算法計(jì)算得輸出控制量?？刂戚敵隽客ㄟ^(guò)固態(tài)繼電器控制加熱管的加熱時(shí)間，從而調(diào)節(jié)溫度改變，使其趨向設(shè)定值，完成烘干機(jī)的溫度控制。

溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（硬件）

茶籽烘干機(jī)電源電路

電源模塊是溫控系統(tǒng)重要的組成部分，為系統(tǒng)中各模塊供給穩(wěn)定牢靠的作業(yè)電壓，保證系統(tǒng)正常作業(yè)。本系統(tǒng)采用外部12V 直流電源供電，經(jīng)處理轉(zhuǎn)化成3.3V 為單片機(jī)供電。本體系中顯示器設(shè)定操作界面，包括：開(kāi)機(jī)、設(shè)定、待機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)、報(bào)警、完畢等6個(gè)界面。茶籽烘干機(jī)設(shè)計(jì)分兩步，一：選用輸出電壓精度高，輸出電流大的模塊電源，將電壓從12V 轉(zhuǎn)化成5V；二：選用三端集成穩(wěn)壓器將電壓從5V 轉(zhuǎn)化成3.3V。

茶籽烘干機(jī)界面層的形成

界面層的界說(shuō)是:在熱風(fēng)干燥的過(guò)程中，流經(jīng)物料外表的熱空氣因?yàn)槲锪系淖钃?，在物料表層形成的薄薄層流層。界面層?huì)對(duì)干燥的整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生很大的影響。與吸附等溫線(在一定溫度條件下，對(duì)照于不同空氣相對(duì)濕度量取得的物料平均濕含量的諸點(diǎn)形成的曲線)相對(duì)應(yīng)的恣意某點(diǎn)的濕含量稱為平衡水分，超出此含量的水份被稱為自由水份。界面層是作為接連熱空氣和物料相互間的質(zhì)熱傳遞的重要媒介。溫濕梯度也相同存在于界面層中。在大多數(shù)干燥辦法中’;溫度梯度及濕度梯度的方向是截然不同的，溫度梯度的作用是阻撓水分從內(nèi)部向表層分散，物料傳遞熱量的動(dòng)力要素就是界面層中的溫度梯度，溫度梯度與物料吸熱速率是成正向相關(guān)的。

茶籽烘干機(jī)濕度梯度分為兩個(gè)方面:界面層中水分向外圍熱空氣中擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力;物料內(nèi)部水分向界面層搬遷的阻力。水分從界面層向熱空氣蒸騰擴(kuò)散的速率與界面層的濕度梯度成正比，水分從內(nèi)部物質(zhì)向界面層轉(zhuǎn)移的速率與界面層的濕度梯度成反比。

茶籽烘干機(jī)干燥條件(介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù))對(duì)干燥的影響

溫度

在熱風(fēng)干燥進(jìn)程中，干燥空氣(氣流)是被作為干燥媒介參加干燥的。干燥介質(zhì)的用處一是帶走從濕物料蒸騰出來(lái)的水分;二是供給足夠的熱量用于水份蒸騰。而空氣的溫度、濕度和相對(duì)濕度三者共同決議了能否有效地帶走水分和供給蒸騰所需要的熱量。

茶籽烘干機(jī)

茶籽烘干機(jī)FLUENT計(jì)算進(jìn)程

鏈板式烘干機(jī)烘干室內(nèi)的數(shù)值模擬是比較擔(dān)任的，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，做了以下5個(gè)方面的假定:

假定茶籽烘干機(jī)烘干室內(nèi)部氣體活動(dòng)為穩(wěn)態(tài)且為湍流;(2)假定烘干機(jī)干燥室內(nèi)部氣體在滿足Boussinesq假定條件下且具有不行壓縮性:假定烘干室內(nèi)部氣流為低速且為不行壓縮活動(dòng)，耗散熱忽略不計(jì):(4)假定烘干機(jī)干燥室內(nèi)部氣流的湍流在各個(gè)方向具有相同的特性;在掃除進(jìn)氣口和排氣口條件下，假定烘干室氣密性能杰出。烘干房的選材與設(shè)計(jì)烘干房墻體資料為75mm厚的巖棉夾芯板，其中設(shè)有寬1100mm的風(fēng)室，用于放置室內(nèi)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，頂部裝置高300～400mm的風(fēng)道，用于加強(qiáng)烘干房?jī)?nèi)部的循環(huán)，以到達(dá)茶籽烘干機(jī)內(nèi)部風(fēng)速和溫度均勻。本文基礎(chǔ)上述假定對(duì)烘干機(jī)干燥室2D模型進(jìn)行數(shù)值模擬。

茶籽烘干機(jī)從溫度場(chǎng)散布圖中能夠看出，烘干室底面和X方向的左右兩個(gè)側(cè)面溫度比較密布，底面密布是因?yàn)檫M(jìn)氣口熱空氣的輸入，兩個(gè)側(cè)面密布是因?yàn)槲锪蠈雍捅诿娲嬖谝欢ㄩg隙( 30mm )，茶籽烘干機(jī)熱空氣向間隙流串。跟著烘干進(jìn)程的不斷進(jìn)行，烘干時(shí)間的添加，氣流不斷的向上層物料層輸送，有部分空氣未有效的觸摸菌草，造成浪費(fèi)。進(jìn)行茶籽烘干機(jī)干燥性能實(shí)驗(yàn)，測(cè)算物料及能量，醉終確定了設(shè)備參數(shù)，測(cè)定計(jì)算的設(shè)備干燥總功率為63。得出結(jié)論:鏈板式烘干機(jī)烘干室內(nèi)存在溫度場(chǎng)散布不均勻的現(xiàn)象，可能的原因有:風(fēng)速場(chǎng)散布不均、物料層在干燥室中的方位等因素。故考慮添加一個(gè)擋風(fēng)板，其作用是用來(lái)提高干燥室內(nèi)風(fēng)量的分配，從而改進(jìn)風(fēng)速場(chǎng)散布的均勻性。擋風(fēng)板只是在某一特定的方位對(duì)氣流進(jìn)行阻擋，對(duì)氣流的擾動(dòng)有限，不能徹底改進(jìn)干燥室內(nèi)溫度場(chǎng)散布不均勻的現(xiàn)象。