過熱水蒸気および高湿度空気中における水蒸気の非定常相変化現象の解析とその応用

过热蒸汽和高湿空气中水蒸气非稳态相变现象分析及其应用

• 批准号: 15760135
• 负责人: 伊與田 浩志
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760135/
• 关键词: 過熱水蒸気; 乾燥; 凝縮; 高湿度空気; 相変化; 蒸発; 食品加工; エタノール

気流乾燥を行う際、乾燥後の排気を循環して利用することにより、排気の無い、熱効率の高い乾燥が可能となる。しかし、気流湿度が高くなるため、低温の被乾燥物を乾燥熱風である過熱水蒸気あるいは高湿度気流中に投入すると、初期に水蒸気が凝縮(結露)し、その後、凝縮水が再び蒸発する特有の変化過程を経る。本研究では、過熱水蒸気中での同変化過程モデルを高湿度空気に拡張するため、高湿度気流中での凝縮(結露)、蒸発の一連の過程ならびにその効果を実験的・理論的に検討することとした。昨年までに、過熱水蒸気中での反転過程とその特性値ついて、凝縮が終了する時間と、凝縮した水がすべて蒸発して被乾燥物の初期水分量が元に戻るまでの時間の比が、一般に4倍となることを示してきたが、高湿度空気中では、初年度までの研究により、湿度によってその比は変化すること、反転過程のモデル化には被乾燥物の初期温度と気流の露点温度、気流温度に加えて、湿球温度が重要なパラメータとなることを示し、旧来の反転過程モデルを高湿度空気に拡張したモデルを提案した。さらに本年度は、被乾燥物として、塗料などに含まれることの多い低沸点物質(エタノール水溶液)を用いた場合の反転過程について調べるため、気液界面近傍の温度を25μmの極細熱電対を用いた詳細な測定により、水蒸気・エタノールのそれぞれの物質流束を求めた。その結果、初期のエタノール濃度が高いほど、初期の水蒸気凝縮速度は遅く徐々に増加していくのに対し、濃度が低いと、逆に初期の水蒸気凝縮速度は速いが、時間とともに減少することがわかった。また、濃度変化の推算結果と実験結果は良く一致し、さらに、エタノール・水系は共沸点を有することから、その平衡状態に達するまで水蒸気凝縮が続くことを示した。また、反転過程が実際の食品加工時の被乾燥物に与える影響について、アマランス種子のポッピング加工実験結果から論じた。

The flow drying is practical, the exhaust and circulation after drying can be utilized, the exhaust is not possible, and the thermal efficiency is high, and drying is possible. High humidity, low temperature drying, hot air drying, superheated water steaming, high humidity, high humidity flow After putting in the water, the initial water is evaporated and the water is condensed (condensation), and then the condensed water is steamed again and the water is steamed again. This study focuses on the chemical conversion process of superheated water steaming and high-humidity air steaming, and high-humidity steaming. The condensation (condensation) and steaming process are the same as the continuous process and the effect of the condensation. Last year's までに, superheated water steaming in the での転 process とその characteristics ついて, condensation が end する time と, condensation した水がすべて steaming 発して is dried Initial moisture content of the object, time ratio, general 4 times moisture content, high humidity air humidity, and initial year researchにより, humidity によってそのratio は変化すること, reverse 転 process のモデル化には initial temperature of the dried material, dew point temperature of 気 flow, 気 flow temperature にAdd the key to the wet bulb temperature, the wet bulb temperature is important, and the old time is the same The reverse process is a high-humidity air conditioner and a high-humidity air conditioner.さらにThis yearは, dried material として, paint などに contain まれることの多いLow-boiling point substances (エタノール aqueous solution) are adjusted by the reverse process of the application. Detailed use of ultra-fine thermoelectric devices with a temperature of 25μm near the liquid-liquid interfaceなMeasurement of により, water vapor 気・エタノールのそれぞれの material flow をasking めた.その results, initial のエタノール concentration が高いほど, initial vaporization condensation speed は遅く Xu 々に Increase していくのに対し, the concentration is low, the condensation speed of water vapor in the early stage of the inversion is too fast, and the time is reduced, the time is reduced.また、Concentration change calculation result と実験 result は好く is consistent し、さらに、エタノール・Water system は合The boiling point is the same as the boiling point, and the equilibrium state is the same.また, the reverse process of food processing is affected by the dried material and the える.