用傅里叶数与优化法分析污泥过热蒸汽干燥有效扩散系数

来源：农业工程学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：张绪坤,姚斌,吴起,罗俊,徐刚,徐建国,

摘要：为进一步研究污泥薄层在过热蒸汽干燥中湿分扩散机理与有效扩散系数，根据干燥法测定有效扩散系数计算时往往忽略物料湿含量变化对有效扩散系影响，该文采用傅里叶数法和优化法分别计算2、4、6和10 mm厚度污泥薄层，在120～280℃过热蒸汽温度下的有效扩散系数，分析有效扩散系数与过热蒸汽温度、薄层厚度之间的关系。计算分析结果表明：采用傅里叶数法和优化法得出的有效扩散系数数值基本一致，能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化特性；傅里叶数法和优化法算得4 mm厚度污泥在120～280℃过热蒸汽干燥有效扩散系数分别为2.52×10-10～2.93×10-9 m2/s与2.75×10-10～3.32×10-9 m2/s；2、4、6和10 mm厚度污泥在160℃过热蒸汽干燥时2种方法计算的有效扩散系数分别为3.84×10-10～2.28×10-9 m2/s与4.40×10-10～2.72×10-9 m2/s；有效扩散系数随着过热蒸汽温度、薄层厚度增大而逐渐增大，并成线性关系。通过多元线性回归得到2种方法计算的有效扩散系数与干燥温度、薄层厚度简化的表达式，决定系数分别为0.9982、0.9956。计算结果可为污泥薄层过热蒸汽干燥湿分扩散过程与有效扩散系数的变化分析提供参考。

关键词：干燥, 优化, 污泥处理, 过热蒸汽, 有效扩散系数, 傅里叶数