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真空冷冻干燥过程是在低温、真空环境下靠水分的升华与解吸干燥的。升华界面的温度测量与控制对防止冻干中物料的溶融与塌陷,并最大程度地提高干燥速率具有重要的意义。动压测量技术是一种非接触式测量方法,是冻干过程所特有的测量方法,具有其它测量方法所无法比拟的优点。动压测量技术不仅可以测量移动的升华界面的温度,还可以监测冻干过程的进程、冻干结束的时间,因此动压测量技术对冻干过程中传热传质的研究和冻干过程的优化控制具有重要的意义。其次,低压下结霜的问题一直是研究的难点和热点,霜层的密度和导热系数对捕水器的优化设计起着至关重要的作用。本文从以下几方面展开研究: (1)建立了动压测量技术的数学模型与数据回归处理方法,通过对固态物料及液态物料的实验研究分析了动压测量技术使用的限制条件,建立了冻干室的泄漏率、真空泵的抽气能力与动压测量的测温下限及误差间的定量关系,为动压测量技术的实施与冻干机的设计提供了理论依据。 (2)自主开发出了在冻干机上实施动压法的软件系统。 (3)在低压下进行了结霜的实验研究,实验测得了霜层的密度值;经过观察和分析实验数据,提出了低压下在捕水器上结的霜为两层的复合结构,其中紧贴壁面的一层的导热系数要小于外层的导热系数,因此恶化了换热效果;对这一现象进行了分析、研究,并对两层的导热系数进行了实验测定和计算,为捕水器的优化设计打下了基础。