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热力干燥技术:新发展和未来研发潜力

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A.S.Mujumdar[1] 吴中华[1] 朱亮[2] 徐庆(译)[2] 李占勇(校)[2]

[1]新加坡国立大学,新加坡117576 [2]天津科技大学机械工程学院,天津300222

干燥技术与设备
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国际标准刊号:ISSN 1727-3080

摘  要:

热力脱水是一个能源高度密集型的过程,几乎应用于所有工业部门。在发达国家,热力脱水的能耗占到国家所有工业能耗的10%~20%。随着能源成本的逐步升高和对减轻由石化燃料燃烧排放产生的环境污染的需求,开发新型干燥技术变得愈加重要。此外,由于在传质传热过程中会产生物理和(或)化学变化,干燥还会影响到干燥产品的质量。成千上万的干燥产品、数百种不同类型的干燥器使得开发适用范围较广的干燥器的设计及放大相当困难。过去的30年来,对各种形式的湿固态物料、糊浆和液体的干燥,已经有人做了大量的关于传递现象和材料科学方面的基础和应用研究。将简述目前干燥技术发展水平及其理论认识,并提供一些正在开发的新技术实例,指出一些为提高干燥技术而挑战基础和模拟研究的机会。还将给出实例说明如何对喷雾、脉冲燃烧干燥装置进行数学建模,以此进行创新型概念的设计。[著者文摘]

消费者对于高质量产品的不断需求以及对减少造成严重全球性气候变化问题的温室气体排放的要求,在可预见之未来,干燥方面的研发兴趣将不会衰减,反而有增无减。一些国家,比如英国,采取强制措施以使本国在2050年的CO 排放量降为1990年的50%(这可是个相当高的要求)。在英国,干燥操作占到总工业能耗的13%~15%。显然,对各个工业部门的所有类型的干燥器进行缜密的剖析和稽核,彻底除去无效率部分,将会有助于降低工业能耗。目前全球范围内的干燥研究工作正处于可持续发展的水平,这可以从国际期刊《干燥技术》快速增长的稿源和数量众多的全球性、国际性和地区性的干燥会议看出来。现在,引入具有新观念、扎实基础和计算分析能力的“新鲜血液”变得越来越重要,只有这样才能用新的创新思维来解决干燥研发过程中的难题,并由此产生的新设计可使人们摆脱一些已经用了几十年且已过了巅峰期的现有技术的束缚。在此,我们的目标是要论证这种理念的合理性,并提供一个期望进行更深远研发的项目表。

栏目信息:

专题综述

分 类 号:

TQ021.3

文献标识码:

A

文章编号:

1727-3080(2007)06-0269-06

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Thermal Drying Technologies: New Developments and Future R&D Potential

A. S Mujumdar, WU Zhong-hua (Minerals, Metals and Materials Technology Centre & Engineering Science Program, National University of Singapore, 9 engineering drive 1, Singapore 117575)

Abstract:

Thermal dehydration processes are highly energy-intensive and are found in almost all industrial sectors, accounting for 10 to 20 per cent on national industrial energy consumption in developed countries. With escalating energy costs and need to mitigate environmental pollution due to emissions due to combustion of fossil fuels, it is increasingly important to develop innovative drying technologies. Furthermore, drying is also affects quality of the dried product due to physical and/or chemical transformations that may occur during the heat and mass transfer operation. With tens of thousands of products that are dried in hundreds of dryer types, it is a formidable task indeed to develop design and scale-up procedures of wide applicability. Attempts have been made over the past three decades to make fundamental and applied contributions to transport phenomena and material science aspects in drying of various forms of wet solids, pastes and liquids. This paper will attempt to summarize the state-of-the-art as far as theoretical understanding of drying processes and provide examples of some new thechnologies being developed. Opportunities for challenging fundamental and modeling studies to enhance drying technologies will be identified. Illustrative results will be presented to show how mathematical modeling of spray and pulse combustion dryers can be utilized to develop new innovative conceptual designs.[著者文摘]

Key words:

Thermal drying; Mathematical modeling; Innovative conceptual design; Spray drying; Pulse combustion

收稿日期: 2007-10-07

作者简介:

牟久大博士是新加坡国立大学机械工程系教授。发表了600多篇学术论文,主编和参编了50多本书,如《工业干燥手册)(Handbook of Industrial Drying)。他是国际学术刊物《干燥技术》(Drying Technology)的主编,国际干燥会议(IDS)的发起人和常任主席。E—mail:mpeasm@nus.edu.sg。

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