Математическое моделирование и экспериментальное изучение процесса электромагнитно-конвективной сушки растительных материалов

摘要

Проанализированы работы по электромагнитной сушке с подводом теплоты к высушиваемому материалу с применением токов высокой и сверхвысокой частоты и в инфракрасном диапазоне частот - при осциллирующем подводе энергии. (Цель исследования) Представить аналитические математические модели, развитые автором с сотрудниками, для описания осциллирующей электромагнитно-конвективной сушки материалов, а также способа сушки семян овощных культур, нетрадиционных и редких растений, вызывающих улучшение их посевных качеств. (Материалы и методы) Получили решения задач нагрева материала с помощью аналитического метода интегральных преобразований. Выполнили экспериментальные исследования по осциллирующей инфракрасной сушке на семенах овощных культур, нетрадиционных и редких растений. (Результаты и обсуждение) Рассмотрели комбинированную электромагнитно-конвективную сушку материалов, при которой энергия на сушку подводится с использованием электромагнитного поля и конвективно с помощью предварительно нагретого сушильного агента. Проанализировали математические модели, описывающие осциллирующий нагрев тел разной формы (неограниченная пластина, бесконечный цилиндр, шар), в условиях конвективной сушки. Привели результаты численного моделирования процесса осциллирующей инфракрасной сушки семян лука репчатого в псевдоожиженном слое, которые показывают, что методом численного моделирования на основе полученных моделей можно находить необходимый технологический режим сушки. (Выводы) Представили математические модели, которые позволяют осуществлять численное моделирование электромагнитно-конвективной сушки и находить требуемое аппаратурно-технологическое оформление процесса. Определили, что осциллирующая инфракрасная сушка семян овощных культур, нетрадиционных и редких растений при колебании температуры семян от t_(min) = 34 градусов Цельсия до t_(max) = 40 градусов Цельсия вызывает стимуляцию семян, которая проявляется в увеличении энергии прорастания и всхожести. Выявили, что у семян овощных культур всхожесть возрастает на 11-24 процента (от контроля), а энергия прорастания - на 12-73 процента, у семян нетрадиционных и редких растений соответственно на 13-24 процента и на 14-82 процента.