粮仓里的太阳—磁热式粮食烘干机

申报人：吴硕申报日期：2025-01-09

基本情况

所属批次:

2025年批次

项目名称:

粮仓里的太阳—磁热式粮食烘干机学生申报

项目类型:

创新训练项目

所属学科门类:

工学

所属专业类:

机械类

项目来源名称:

学生自主选题

项目归属学院:

项目期限:

一年期

项目简介:

党的20大指出“守住十八亿亩耕地红线”，我们响应号召，我们团队通过采用电磁感应的能源发明一个小型的粮食烘干机，为巩固脱贫攻坚实现一份自己的力量。

负责人曾经参与科研的情况:

无

指导教师承担科研课题情况:

长期从事电磁感应加热技术开发研究粮食烘干技术的开发应用。

指导教师对本项目的支持情况:

（1）感应加热装置已研制完成。额定输出功率为15KW，发热效率达到95%以上，经长期实验表明：感应加热装置工作稳定，性能可靠。能直接应用于本项目中。粮食烘干机机体理论设计基本完成。

（2）经过多年的研究，粮食烘干机已有一定的研究成果，基于电磁感应加热的中小型粮食烘干机的控制系统理论设计已基本完成，为本项目的研发打下坚实的基础。

项目级别:

校级

项目成员

序号	学生	所属学院	专业	年级	项目中的分工	成员类型
1	吴硕	机械与控制工程学院	机械电子工程	2023	烘干机控制系统研制体	第一主持人
2	虞周	机械与控制工程学院	机械电子工程	2023	烘干机体结构设计	成员
3	林志强	机械与控制工程学院	机械电子工程	2023	国际部负责人	成员

指导教师

序号	教师姓名	所属学院	是否企业导师	教师类型
1	邹自明	机械与控制工程学院	否	第一指导教师

立项依据

研究目的:

随着时代的进步，人们环保观念也急剧提升，一种具有环保能力的粮食干燥机就显得尤为重要。传统粮食干燥机存在有机物或油料燃料供热的不环保；要么电阻加热不节能；要么体积庞大等问题。我们团队研究改善相关问题研发小型移动式的结构更适用于分散经营农户使用。

研究内容:

（1）电磁感应加热风机。将工频交流电先整流再逆变，得到所需要的高频交流电压，通过谐振电路线圈产生交变的磁场，谐振电路线圈缠绕金属上产生涡流发热，再利用风机将热风，吹入烘干机滚筒内，以带走粮食中的水分，让其含水率达到规定要求，保证粮食安全存储。

（2）粮食烘干机自动控制系统。控制烘干机工作过程，实行粮食烘干机的自动控制。

（3）粮食烘干机主体设计。包括烘干机滚筒、传动机构等。

国、内外研究现状和发展动态:

我国谷物烘干机械发展虽有近50多年不断的探索历史同，已经有50多家生产企业，但产量都不大，技术含量低，成熟机型不多，产品种类少，而且耗能高，自动化水平低，缺乏适合农机专业户、种粮大户及村组使用的中小型多功能烘干机械。全国现有谷物烘干机械2万多台，每年机械烘干谷物仅占全国总产量的1％左右，而世界发达国家机械谷物烘干占总产量的95％左右。

创新点与项目特色:

① 电磁感应的加热方式是无火加热，降低了能源消耗，有效提高了设备的热效率和节电率，并提高了在粮食烘干过程中的安全性能。与现有的电磁加热系统相比，加入安全保护系统，使其加热工作更加可靠安全，保证操作人员的人身安全。

② 电磁感应加热系统可调整电磁加热的工作范围，不同的粮食所需求的烘干温度不一致，寻找工作的合适加热范围，保证粮食烘干的质量。

③ 采用IGBT功率模块，形成先进的电路控制系统，操作更加灵活、方便；温度控制采用了PID控制技术，加热温度控制精度明显提高，使粮食受热均匀，提高粮食干燥速率。

④ 用感应加热节能设备产品替代电阻加热方式，在连续正常生产状态下节电率可达到40％以上。

技术路线、拟解决的问题及预期成果:

技术路线：运用一直一交电路将电磁能转变成热能，将工频交流电先整流再逆变，得到所需要的高频交流电压，通过谐振电路线圈产生交变的磁场，在被加热的粮食上产生涡流效应，根据涡流的热效应完成对粮食的加热，带走粮食中的水分，打到烘干目的。

拟解决问题：烘干机内部烘干环境的外形设计、实验测定烘干机对不同含水量粮食的最佳运行时间、通过烘干辅助设施对烘干过程进行净化以便减小对环境影响

预期成果：烘干机高效率低能耗，同时可完成连续作业功能，且具有一定的自动化功能，减轻操作人员体力消耗。

项目研究进度安排:

团队将通过讨论及仿真尽快完成对机构的外形设定，并做出较为完整的产品功能系统。在此基础上做出初代产品，并经过后期实验测试对初代产品进行改造和优化。

已有基础:

与本项目有关的研究积累和已取得的成绩:

已经研制了15KW商用电磁感应加热系统，经过长期实际运行表明：该系统性能稳定可靠、经测试热效率达到90%以上。

已具备的条件，尚缺少的条件及解决方法:

基础的制热系统以具备，尚缺少机器外形的设计及相关辅助产品设计。

解决方法：团队将于近期开展讨论，参考同类产品优势，并通过教师实践经历对外形及辅助产品进行初步的设计加工。之后进行实验测定，以便进一步优化产品。

经费预算

开支科目	预算经费（元）	主要用途	阶段下达经费计划（元）
开支科目	预算经费（元）	主要用途	前半阶段	后半阶段
预算经费总额	6650.00	无	4450.00	2200.00
1. 业务费	1900.00	参考产品	750.00	1150.00
（1）计算、分析、测试费	200.00	实验测定	100.00	100.00
（2）能源动力费	200.00	电费	100.00	100.00
（3）会议、差旅费	500.00	实验测定	200.00	300.00
（4）文献检索费	200.00	文献参考	150.00	50.00
（5）论文出版费	800.00	查重修改	200.00	600.00
2. 仪器设备购置费	550.00	实验仪器	400.00	150.00
3. 实验装置试制费	2000.00	实验工具	1500.00	500.00
4. 材料费	2200.00	实验材料	1800.00	400.00

结束