《Food and Bioproducts Processing》:System design in electrohydrodynamic (EHD) drying – effect of geometry and relative humidity
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电流体动力学(EHD)干燥是一种新兴的食品干燥技术,利用发射极与收集电极之间强电场产生的电晕风(corona wind)进行干燥。放置在收集电极上的产品被这种风干燥。为了预测更大规模EHD干燥器中的风速和功耗,理解影响电流和电晕风产生的因素至关重要。因此,本研
电流体动力学(EHD)干燥是一种新兴的食品干燥技术,利用发射极与收集电极之间强电场产生的电晕风(corona wind)进行干燥。放置在收集电极上的产品被这种风干燥。为了预测更大规模EHD干燥器中的风速和功耗,理解影响电流和电晕风产生的因素至关重要。因此,本研究的目的是通过实验与多物理场建模(Multiphysics modelling)相结合的方式,评估电极构型和相对湿度对电流和电晕风速的影响。电极构型通过测试不同的收集电极(即平板电极与孔径为1.7×1.7 cm或0.1×0.1 cm的网状电极)以及改变发射极与收集电极之间的距离(1至4 cm)来变化。最优化电极构型(短电极距离和开放式网格)产生了高电流和离子风速,其几何常数为29.2 cm-1,起始电压为5.4 kV。最不优化电极构型(大电极距离、平板电极)的几何常数为1.2 cm-1,起始电压为8.4 kV。空气相对湿度在20-70%范围内变化时,对电流和风速没有显著影响。多物理场模型能够充分预测实验观测结果。本研究结果可用于优化食品干燥过程中EHD干燥器的能源利用和效率。
实际应用:通过本研究验证的多物理场模型,可以更准确地模拟食品加工中EHD干燥过程中的电晕风。此外,还突出了重要的设计参数,这些参数可用于改进下一代EHD干燥器的设计,以便在更高风速下实现更具针对性的电晕风射流。
论文解读:电流体动力学干燥系统设计——几何结构与相对湿度的影响