谷物干燥的红外辐射陶瓷材料及红外干燥机理研究

论文摘要

红外辐射谷物干燥是一种高效、节能、低污染的新型谷物干燥技术。本文以遴选的Al2O3、SiO2为主体原料,Fe2O3、CuO、Y2O3为辅助原料,经高温烧结合成了莫来石—铁氧体复相陶瓷,采用烧结工艺,将粉状莫来石复相陶瓷烧结在作为基体的刚玉陶瓷上,再经过球磨制粉工艺,把复合陶瓷材料制备成适合热喷涂的粉体材料,利用等离子喷涂在加热板表面制备复合陶瓷材料涂层。本文还针对自行设计的谷物干燥系统,综合考虑各种影响因素,分析了玉米红外辐射干燥的机理,建立了基于水势理论的玉米红外干燥数学模型。实验表明,使用本文研究开发的适用于谷物干燥的高发射率红外辐射陶瓷材料,能够大幅度提高谷物干燥效率,对降低谷物干燥设备能耗并提高加工谷物的品质具有重要的生产实际意义。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究概况及发展动态
• 1.2.1 谷物干燥技术
• 1.2.2 红外辐射加热干燥技术
• 1.2.3 红外辐射陶瓷的研究历史和现状
• 1.2.4 高发射率红外辐射陶瓷目前存在的主要问题
• 1.3 本文的研究目的和主要内容
• 第2章 谷物红外干燥技术及红外辐射材料
• 2.1 红外辐射理论基础
• 2.1.1 红外辐射的概念与特点
• 2.1.2 红外辐射与物质的作用
• 2.1.3 红外辐射与吸收的基本理论
• 2.1.4 红外光谱的形成和产生条件
• 2.2 红外辐射材料简介
• 2.2.1 高发射率涂层的作用分析
• 2.2.2 高发射率红外辐射陶瓷的分类
• 2.3 谷物红外干燥技术
• 第3章 谷物干燥的红外辐射陶瓷材料研究
• 3.1 红外辐射陶瓷合成方案的确定
• 3.1.1 影响红外辐射材料发射率的因素
• 3.1.2 红外辐射陶瓷的开发技术路线
• 3.1.3 实验过程设计
• 3.2 莫来石的合成
• 3.2.1 原料选择
• 3.2.2 实验
• 3.2.3 物相分析及性能测试
• 3.3 尖晶石型铁氧体的合成
• 3.3.1 尖晶石型铁氧体的晶体结构与红外辐射特性
• 3.3.2 尖晶石型铁氧体的合成
• 3.4 高辐射率莫来石复合陶瓷的合成
• 3.4.1 实验
• 3.4.2 红外辐射陶瓷的物相及结构分析
• 3.4.3 莫来石复合陶瓷的红外辐射特性研究
• 3.4.4 最佳配方样品的合成
• 3.5 本章小结
• 第4章 玉米红外辐射干燥机理与数学模型
• 4.1 红外辐射干燥玉米的机理
• 4.1.1 谷物对红外辐射的吸收
• 4.1.2 干燥过程中谷物的水分迁移
• 4.2 红外辐射干燥模型
• 4.3 红外辐射干燥玉米模型的解析
• 4.4 本章小结
• 第5章 谷物红外辐射干燥试验研究
• 5.1 实验材料
• 5.1.1 基体材料
• 5.1.2 喷涂材料
• 5.1.3 干燥物料
• 5.2 实验方法及设备
• 5.2.1 陶瓷涂层制备
• 5.2.2 陶瓷涂层组织结构分析
• 5.2.3 陶瓷涂层性能研究
• 5.2.4 薄层干燥实验台系统
• 5.3 试验结果与分析
• 5.4 模型验证
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间科研成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT