發(fā)布時間：2020-06-05 21:59

【摘要】：太陽能干燥裝置與傳統(tǒng)自然晾曬相比,因其具有污染小、干燥效率高、干燥品質(zhì)優(yōu)良,能夠有效的利用太陽能,且大部分情況下不受天氣限制等諸多優(yōu)點(diǎn),所以被應(yīng)用到各種干燥生產(chǎn)中。本文主要以干燥箱為研究對象結(jié)合白蘿卜對干燥箱內(nèi)干燥時所引起的室內(nèi)溫度、速度、相對濕度等的變化情況進(jìn)行分析,并引入多孔介質(zhì)模型。目前為止,干燥方面取得的成果也較多。但是,近些年來,隨著社會進(jìn)步,科技發(fā)展,人們越來越關(guān)注自身健康,儲存要求也越來越高,在儲存過程中,干燥是一重要環(huán)節(jié),它隨物料的多樣性、復(fù)雜性而發(fā)生變化,這一特征導(dǎo)致現(xiàn)階段對干燥過程的研究大部分是停留在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采集數(shù)據(jù)與分析工作量大,容易產(chǎn)生較大誤差。計算流體力學(xué)廣泛的應(yīng)用與發(fā)展,使得研究人員增加了對干燥復(fù)雜過程的研究、分析手段,并且被應(yīng)用到干燥等多方面領(lǐng)域。本文通過理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對干燥裝置結(jié)合白蘿卜進(jìn)行研究,主要內(nèi)容有:(1)對現(xiàn)有緊湊式太陽能干燥裝置,從結(jié)構(gòu)、白蘿卜排水量、空氣消耗量、熱量守恒方面進(jìn)行了裝置的熱分析,對干燥裝置熱效率進(jìn)行了定義。(2)以白蘿卜片為干燥物料,分析了干燥時白蘿卜內(nèi)部水分的存在形式和遷移機(jī)理,并對干燥三階段進(jìn)行了闡述,利用恒溫鼓風(fēng)干燥箱對白蘿卜在不同溫度和不同厚度條件下進(jìn)行了干燥曲線分析。實(shí)驗(yàn)表明:干燥介質(zhì)溫度越高、切片厚度越薄,干燥速率越大,濕基含水率下降趨勢越快,白蘿卜片達(dá)到同一含濕量所需的干燥時間越短。(3)利用緊湊式太陽能干燥裝置對白蘿卜片進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析了干燥箱進(jìn)出口溫度、不同高度的溫度分布對干燥的影響,并計算了干燥過程中每一天的干燥效率。實(shí)驗(yàn)表明:干燥箱進(jìn)口處一天當(dāng)中同一時間溫差較小,最大差值約為3℃,最小差值基本為0℃,表明了熱介質(zhì)經(jīng)由集熱器后能夠均勻地送入到干燥室進(jìn)口處位置;干燥室豎直方向處溫度從下到上逐漸降低,最高溫度出現(xiàn)在一天當(dāng)中的14:30的第1層,溫度達(dá)到了70℃,此時最低溫度約為65℃,一天當(dāng)中最大溫差出現(xiàn)在中午時刻12:00,值為10℃;兩個出口處溫度與進(jìn)口變化趨勢基本一致,但溫度比進(jìn)口低;干燥最大效率為第一天干燥效率,值為20.71%,最小值為最后一天的干燥效率,值為0.09%。(4)通過對相同尺寸、結(jié)構(gòu)以及參數(shù)條件下的干燥箱進(jìn)行模擬分析,并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,結(jié)果顯示干燥室出口處溫度二者吻合度較好,驗(yàn)證了該模型以及參數(shù)設(shè)置和假設(shè)的正確性和可靠性。(5)數(shù)值模擬方面,本文針對干燥箱不同進(jìn)口方式對實(shí)測中進(jìn)口風(fēng)速為0.3m/s、溫度為40℃、50℃、60℃、孔隙率為0.3的條件下分別進(jìn)行了模擬,并對干燥室內(nèi)部溫度、速度、相對濕度場進(jìn)行了分析,得出干燥室內(nèi)部不同條件下的分布特征。
【圖文】：

2.1 緊湊式太陽能干燥裝置結(jié)構(gòu)本文當(dāng)中所研究的緊湊式太陽能干燥裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖如下圖 2.1 所示，在干燥箱進(jìn)口處與箱體所連接的空氣集熱器長 寬 厚=2000 2000 2（mm）。該裝置由空氣集熱器、進(jìn)口直流風(fēng)機(jī)、擱物架、排濕口、陽光板框架面、太陽電池板和支架組成�？諝饧療崞髦饕闪鶄�關(guān)鍵部位部分組成，即底板吸熱板、玻璃蓋板、保溫層和框架，干燥箱進(jìn)口處設(shè)計了六個直徑 d 為 100m的直流風(fēng)機(jī)，干燥室內(nèi)物料擱物架共四層，均采用鐵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，厚度約為 2mm排濕口位于干燥箱頂部與大氣相通，，它是由兩個邊長均為 80mm 的正方形，高為950mm 的豎直煙囪組成，框架面均采用厚度為 1.5mm，傳熱系數(shù)為 K=2.0W/m2的陽光板組成，陽光板具有耐力、阻燃、透明度高、耐老化時間長、重量輕、不易滲水、永不生銹等優(yōu)點(diǎn)[59]，太陽電池板位于干燥箱頂部，方向朝南，與進(jìn)口直流風(fēng)機(jī)連接，安裝角度為20。，峰值功率為 42W，支架采用鋼材料制作，確保該裝置的安全穩(wěn)定性。

圖 2.2 太陽能干燥裝置熱量衡算示意圖其中，L 為干空氣的質(zhì)量流量（kg 干空氣/h）；t0為空氣集熱器進(jìn)口處空氣的初始溫度（℃）；H0為空氣相對濕度（%）；I0為初始焓值（kJ/ kg）；空氣經(jīng)過空氣集熱器加熱后，以 t1、h1、I1的狀態(tài)進(jìn)入到干燥箱的干燥室內(nèi)與白蘿卜片接觸加熱、蒸發(fā)，從太陽能煙囪以 t2、h2、I2的狀態(tài)離開。Q1為空氣集熱器單位時間獲得的熱量（kW）；Q2為加熱空氣消耗的熱量（kW）；QL1為單位時間內(nèi)集熱器損失的熱量（kW）；Q3為單位時間內(nèi)供給干燥室的熱量（kW）；QL2為單位時間內(nèi)干燥室損失的熱量（kW）；G1、G2分別為白蘿卜片進(jìn)入、離開干燥室的質(zhì)量流量（kg/h）；θ1、θ2分別為白蘿卜片進(jìn)入、離開干燥室的溫度（℃）；I1’、I2’分別為白蘿卜片進(jìn)入、離開干燥室的焓值（kJ/ kg）�？諝饧療崞鞯臒崃亢馑悖�2 1 L1 1 0Q Q Q L（ I I） （2.8）干燥室的熱量衡算：L I G I ' Q L I G I ' Q（2.9）
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S214.4

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本文編號：2698677