基于煎藥鍋內(nèi)置絲網(wǎng)多孔介質(zhì)的流動(dòng)與傳熱特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-09 10:32
中藥是中華民族的文化瑰寶,其獨(dú)特的療效和較少的副作用受到全球廣大患者的推崇。但中藥的煎煮方法非常講究,從器具到火候,先煎后下,烊化兌服。傳統(tǒng)的手工煎藥方式都是使用藥罐在開(kāi)放狀態(tài)下進(jìn)行,使得煎藥質(zhì)量和能源合理利用成為困擾工業(yè)中藥煎煮工藝中的兩大難題。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和人民日益增長(zhǎng)生活水平需求,現(xiàn)階段的煎煮工藝也愈加完善,煎藥鍋內(nèi)置金屬絲網(wǎng)多孔介質(zhì)替代傳統(tǒng)的內(nèi)置煎藥包煎煮形式的設(shè)備,不但能提高藥物有效成分提取,而且解決了在煎藥過(guò)程攪拌不及時(shí)藥物粘糊現(xiàn)象發(fā)生的問(wèn)題。但是在煎煮工藝的過(guò)程中,此種煎藥設(shè)備在能量傳遞的過(guò)程中換熱損失較多。為了尋求更加優(yōu)化的絲網(wǎng)多孔介質(zhì)規(guī)格以提高能量利用效率,適應(yīng)藥房等工程需求,且滿足煎煮工藝過(guò)程中苛刻煎煮方法的要求,對(duì)煎藥鍋內(nèi)置絲網(wǎng)多孔介質(zhì)的流動(dòng)與換熱特性研究特別重要;谏鲜黾逯笤O(shè)備的背景,在絲網(wǎng)多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)特性數(shù)值研究中,創(chuàng)新性地提出了跨尺度多孔介質(zhì)模型簡(jiǎn)化分析,構(gòu)建了絲網(wǎng)多孔介質(zhì)孔隙尺度單元模型,采用了結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的混合網(wǎng)格劃分技術(shù)。通過(guò)絲網(wǎng)多孔介質(zhì)孔隙通道的數(shù)值分析,研究不同規(guī)格絲網(wǎng)多孔介質(zhì)通道內(nèi)的流阻特性、流型區(qū)間與流場(chǎng)變化特性等。根...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1煎煮工藝示意圖??
量計(jì)在不可壓縮流中的可以用??以下方程表示??八?CA,?|2(P2-R)?、??Q=?,?--■?(1-3)??式中0為體積流量,C為無(wú)因次流量系數(shù),J為截面面積,P為壓力,p為??流體密度。系數(shù)C總是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的,它隨著孔口直徑與管徑的比值以及孔口??雷諾數(shù)的變化而變化。雷諾數(shù)定義為:??Re^—?(?1-4?)??V??其中d是孔直徑,w是通過(guò)孔的速度??inlet?°;ifiCe??^?ij?rr?n?「???^ ̄??Z?Lup-stream??圖1.2流體通過(guò)孔板流動(dòng)示意圖??近二十年來(lái)CFD被廣泛應(yīng)用于孔板流量計(jì)的流阻預(yù)測(cè)中,由于其效率和準(zhǔn)??5??
了成熟的能量平衡方程,提高了流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性和靈敏度。??(2)填充床??另一種解決絲網(wǎng)流動(dòng)問(wèn)題的方法是把絲網(wǎng)看作是圓柱形填料床。流體在填料??床中流動(dòng)的基礎(chǔ)研宄在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用,其中包括牛頓流體與非牛頓流體在填??料床中的流動(dòng)。在化學(xué)工業(yè)中,流體流經(jīng)由固定顆粒組成填充床是一種常見(jiàn)現(xiàn)象,??因此,由于顆粒的存在所引起的阻力,需要采用關(guān)聯(lián)式來(lái)預(yù)測(cè)填充床之間的壓降??[34,35]。同時(shí),多孔介質(zhì)的孔隙度、滲透率和彎曲度等參數(shù)方面一個(gè)微小偏差會(huì)顯??著影響壓降預(yù)測(cè)[36]。??圖1.3球體模型填充床[37]??多孔介質(zhì)顆粒孔隙流動(dòng)研宄通常是將多孔介質(zhì)模型呈現(xiàn)為一組毛細(xì)管束。這??一方法已被證實(shí)在填充床滲流和傳質(zhì)研宂中非常有用[38]。在這種方法中,假設(shè)顆??粒床孔隙空間形成曲折復(fù)雜的流動(dòng)通道,但流通平均面積不變,如圖1.4所示[39]。??在毛細(xì)管束模型的粘性流場(chǎng)理論中,最初是經(jīng)典Kozeny-Carman方程,最近又提??出了一些修正關(guān)聯(lián)式來(lái)改進(jìn)這些模型的使用范圍,各方程之間在主流方向的流動(dòng)??特性存在細(xì)微的差別[4()_43]。在公認(rèn)的最佳模型Kozeny-Carman模型中,填充床被??以水力半徑為特征的復(fù)雜截面的管束所代替144]。對(duì)于牛頓流體而言,流阻無(wú)量綱??摩擦系數(shù)定義為:??,dAP?s3?,,..??f=?-*??(?1-5?)??Lpu2?(l-f)??式中,Z為床層高度,d為顆粒直徑。??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬絲網(wǎng)的流場(chǎng)數(shù)值模擬分析[J]. 侯宗宗,王賓賓,王要偉,董炎鋒. 過(guò)濾與分離. 2017(02)
[2]前沿領(lǐng)域綜述——多孔介質(zhì)強(qiáng)制對(duì)流換熱研究進(jìn)展[J]. 鄭坤燦,溫治,王占勝,樓國(guó)鋒,劉訓(xùn)良,武文斐. 物理學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]多孔介質(zhì)輸運(yùn)性質(zhì)的分形分析研究進(jìn)展[J]. 郁伯銘. 力學(xué)進(jìn)展. 2003(03)
本文編號(hào):3331903
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1煎煮工藝示意圖??
量計(jì)在不可壓縮流中的可以用??以下方程表示??八?CA,?|2(P2-R)?、??Q=?,?--■?(1-3)??式中0為體積流量,C為無(wú)因次流量系數(shù),J為截面面積,P為壓力,p為??流體密度。系數(shù)C總是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的,它隨著孔口直徑與管徑的比值以及孔口??雷諾數(shù)的變化而變化。雷諾數(shù)定義為:??Re^—?(?1-4?)??V??其中d是孔直徑,w是通過(guò)孔的速度??inlet?°;ifiCe??^?ij?rr?n?「???^ ̄??Z?Lup-stream??圖1.2流體通過(guò)孔板流動(dòng)示意圖??近二十年來(lái)CFD被廣泛應(yīng)用于孔板流量計(jì)的流阻預(yù)測(cè)中,由于其效率和準(zhǔn)??5??
了成熟的能量平衡方程,提高了流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性和靈敏度。??(2)填充床??另一種解決絲網(wǎng)流動(dòng)問(wèn)題的方法是把絲網(wǎng)看作是圓柱形填料床。流體在填料??床中流動(dòng)的基礎(chǔ)研宄在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用,其中包括牛頓流體與非牛頓流體在填??料床中的流動(dòng)。在化學(xué)工業(yè)中,流體流經(jīng)由固定顆粒組成填充床是一種常見(jiàn)現(xiàn)象,??因此,由于顆粒的存在所引起的阻力,需要采用關(guān)聯(lián)式來(lái)預(yù)測(cè)填充床之間的壓降??[34,35]。同時(shí),多孔介質(zhì)的孔隙度、滲透率和彎曲度等參數(shù)方面一個(gè)微小偏差會(huì)顯??著影響壓降預(yù)測(cè)[36]。??圖1.3球體模型填充床[37]??多孔介質(zhì)顆粒孔隙流動(dòng)研宄通常是將多孔介質(zhì)模型呈現(xiàn)為一組毛細(xì)管束。這??一方法已被證實(shí)在填充床滲流和傳質(zhì)研宂中非常有用[38]。在這種方法中,假設(shè)顆??粒床孔隙空間形成曲折復(fù)雜的流動(dòng)通道,但流通平均面積不變,如圖1.4所示[39]。??在毛細(xì)管束模型的粘性流場(chǎng)理論中,最初是經(jīng)典Kozeny-Carman方程,最近又提??出了一些修正關(guān)聯(lián)式來(lái)改進(jìn)這些模型的使用范圍,各方程之間在主流方向的流動(dòng)??特性存在細(xì)微的差別[4()_43]。在公認(rèn)的最佳模型Kozeny-Carman模型中,填充床被??以水力半徑為特征的復(fù)雜截面的管束所代替144]。對(duì)于牛頓流體而言,流阻無(wú)量綱??摩擦系數(shù)定義為:??,dAP?s3?,,..??f=?-*??(?1-5?)??Lpu2?(l-f)??式中,Z為床層高度,d為顆粒直徑。??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬絲網(wǎng)的流場(chǎng)數(shù)值模擬分析[J]. 侯宗宗,王賓賓,王要偉,董炎鋒. 過(guò)濾與分離. 2017(02)
[2]前沿領(lǐng)域綜述——多孔介質(zhì)強(qiáng)制對(duì)流換熱研究進(jìn)展[J]. 鄭坤燦,溫治,王占勝,樓國(guó)鋒,劉訓(xùn)良,武文斐. 物理學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]多孔介質(zhì)輸運(yùn)性質(zhì)的分形分析研究進(jìn)展[J]. 郁伯銘. 力學(xué)進(jìn)展. 2003(03)
本文編號(hào):3331903
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