陈计远，王粮局，王红英，张国栋，王　威

基于伴随方程法的鱼饲料热特性参数反演

陈计远1，王粮局1，王红英1※，张国栋2，王威1

（1.中国农业大学工学院，北京 100083；2.中粮粮谷控股有限公司，北京 100020）

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2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（<0.05）。当含水率由11%增大至17%时，饲料的比热显著增加（<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（<0.05）；含水率对其影响同样显著（<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（<0.05）。研究可为鱼饲料热特性参数的测定提供一种新思路。

反演；比热；导热率；导温系数；鱼饲料

0 引 言

中国是水产养殖业大国，同时也是最大的水产饲料生产国[1]。在水产饲料加工过程中，涉及诸多湿热处理工序，如干燥和冷却等。在实际生产中，对上述湿热处理工序进行工艺参数调整时，需要参考饲料的热特性参数值并辅以人工经验[2]，但生产者大多难以查找到相应的数值。……