农业物料多场协同传热传质与干燥系统综合实验测试仪
农业物料多场协同传热传质与干燥系统综合实验测试仪是紧紧围绕高等农林院校《工程热力学与传热学》精品课程建设、《热工基础》国家“十一五”规划教材、《运动控制》国家“十二五”规划教材，《农业物性学》、《农产品干燥原理与解析法》等专业基础课程及专业课程的实验教学需要和提高学生实践能力，解决教学中实际问题而自己设计、研制的综合实验教学仪器设备。针对农业物料固、液、气多相系并存、在温差、压力、辐射、声波多场协同作用过程中的传热传质、能效评价及干燥过程的检测与控制，结合近年教学改革与创新的实践经验，充分考虑当代大学本科教学专业基础课及专业课理论学时被大幅度压缩的现实，增强综合实验，培养学生创新意识、动手能力、深化概念的理解，从实践基础层、能力提高层、综合创新层和科学方法运用培养的需求;遵循“基础知识，通过实验探索的传承性，阶梯性，连续性，创新性原则，以培养学生的工程实践意识、运用工程推理、思维方法，培养卓越工程师为目标，构建了包含基本理论、工程方法、物性与过程参数检测、无线通信、过程控制，数据综合分析于一体的农业物料多场协同传热传质与干燥系统综合实验测试平台，突破热工教学中的以势场为载体发生能质传递的重点、难点，针对现代农产品干燥装备前沿技术，自行开发出了物性在线检测实验装置和干燥过程的自适应控制系统。实现了农业工程相关学科的交叉融合,促进了教学方法和实验教学的改革与创新。
作用及功能
1)、集红外辐射体，声发生器、恒温恒湿装置，群粒水分及质量在线测量，检测数据无线通信，红外热像测量于一体，在完成人已授权的发明专利“一种检测谷物含水率的方法及其装置(ZL200610123461.3)”、发明专利“热风干燥自适应控制系统(ZL200610036782.X)”技术、发明专利“一种机械式粮食在线采样器(ZL201010204558.3)”，发明专利“高湿粮食干燥机(ZL 201010019518.1)”,发明专利“作物种子低温循环干燥机(ZL.201310027241.0)”的基础上，搭建出了多场协同干燥实时在线检测实验测试平台;学生可以利用搭建的专用测定装置，针对颗粒农业物料干燥系统存在的籽粒与介质基础参数开展试验测定。
2)、被控制量主要是介质输入时的温度、湿度、流量、流速，为保证介质输入参数稳定或严格按照既定测试制度改变输入值，实验装置具有与恒温恒湿装置、红外发射体、声波发生器匹配的复合控制系统，和干燥过程物料失水量连续实时测量系统，学生可以展开单项及协同干燥试验。
3)、单粒水分实时在线测量主要由机械式单粒在线采样装置、在线检测小信号处理器、传感器、水分信号无线传输系统、温度信号无线传输系统，信号处理及自适应控制模块、数据存储与显示模块、通讯系统，系统标准与接口构成。对试验样品的热重分析测量利用本实验室的热重测量仪测定。能够满足从微量样品到大剂量的样品和不同条件下的测试要求。
4)、能效评价实验：在试验测定物料受红外辐射、声助热风干燥系统状态参数的基础上，基于态函数分析，以物料到达的最终平衡含水率状态为干燥系统的“寂态”点，与平衡含水率状态对应的干燥介质的状态参数，即就是工程热力学一般意义上的环境态。把干燥归结到及传递的过程，利用分析简明易算的优点，简化复杂的多场协同干燥问题。由于火用传递是以势场为载体，其必要条件是必须存在能够反映到干燥系统湿分状态变化的干燥势造成的势差。在高湿稻谷多场协同干燥系统存在辐射、振动、压力场、温度场、流速场、浓度及密度场、重力场、容隙力场等多种情况。因此，学生以反映能质传递，即驱动干燥过程的能质 为统一特征，建立多场协同动态干燥系的动力学模型的方法手段可靠，对能的评价科学、全面。
5)、能够完成各种种子、在不同流动状态下的深层干燥特性试验和不同干燥工艺对干燥品质的试验测定，实现温度、种子含水率、介质湿度、流动速度在线自动检测与过程控制。如：引风负压干燥可使干燥层内的介质压力低于环境压力，伴随压力降低，介质的相对湿度必然同步降低，增大了介质接纳水分的能力，从而在同样的送风温度条件下，使种子的去水速率得到提高，尤其在高水分段。去水速率的提高，会使种子的温度进一步降低，又增强了热风与种子间的传热，这样不仅降低了干燥温度，保障了品质，同时也加快了干燥速率，减少了能量消耗，提高了干燥效率。引风干燥层内的温度梯度和压力梯度方向一致，弥补了介质在干燥层内流动过程中因温度降低而使干燥能力下降的缺陷，提高了层内种子干燥的一致性和均匀性。
作品名称：农业物料多场协同传热传质与干燥系统综合实验测试仪
完成单位：华南农业大学
