基于伴随方程法的鱼饲料热特性参数反演

• Published in: 农业工程学报 Vol. 37; no. 19; pp. 316 - 322
• Main Authors: 陈计远, 王粮局, 王红英, 张国栋, 王威
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业大学工学院,北京 100083%中粮粮谷控股有限公司,北京 100020 01.10.2021
• Subjects: 反演;比热;导热率;导温系数;鱼饲料
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.037

S816.8; 比热、导热率和导温系数是鱼饲料重要的热特性参数,其在干燥及冷却工艺参数的调整、饲料湿热传递仿真模拟研究中均有应用.为了探究鱼饲料的热特性,同时探究反演算法求解饲料热特性的适应性,该研究以草鱼(成鱼)膨化饲料为研究对象,建立基于伴随方程法的反演模型;利用自行搭建的热传导试验装置并配合红外热像仪(测温精度±0.1℃),以获得饲料试样的温度分布规律;利用此数据可反演计算含水率为11％～17％的饲料在20～80℃温度范围内的比热、导热率和导温系数.使用差式扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)和热特性分析仪分别测量饲料的比热和导热率,并计算导温系数,将此作为实测值;将反演算法所得值作为计算值.对二者进行线性拟合,决定系数R2均大于等于0.980,说明比热和导热率的计算值与实测值的误差较小,结果表明基于反演算法的鱼膨化饲料热特性参数测定方法是可行的.同时,结果表明,草鱼膨化饲料在11％～17％含水率和20～80℃温度范围内的比热为1.710～1.840 kJ/(kg?℃).饲料比热随温度的增大而显著增大(P<0.05).当含水率由11％增大至17％时,饲料的比热显著增加(P<0.05),且呈线性规律.饲料的导热率为0.086～0.148 W/(m?K),当温度由20℃增大至80℃时,草鱼膨化饲料导热率显著增大(P<0.05);含水率对其影响同样显著(P<0.05).饲料的导温系数为5.701～10.003 m2/s,且受温度和含水率的影响均显著(P<0.05).研究可为鱼饲料热特性参数的测定提供一种新思路.