為了改善農作物烘干產業(yè)中能耗大、污染排放嚴重的現狀,本文提出了由一種空氣集熱器、蓄熱裝置、絕熱干燥箱、通風、排濕裝置組成的可蓄熱式太陽能干燥設備,研究了該太陽能干燥系統(tǒng)的集熱性能、蓄熱性能,并利用該設備對紅薯、枸杞等農作物進行烘干試驗以驗證其干燥性能,并與自然晾曬的干燥實驗作對比。針對太陽能干燥提出整體設計方案,研究蓄熱系統(tǒng)的可行性,同時為了能夠實現太陽能干燥過程的智能化,減輕人力負擔,提高農作物產品的干燥質量,引入PLC溫度控制系統(tǒng)。太陽能干燥平臺主要包括集熱器、蓄熱箱、烘干箱以及控制系統(tǒng),根據物料的熱能衡算,集熱器面板的采光面積為4 m2,固定傾角為30°,熱轉換效率為40%;為了改善供熱不均,利用相變材料—石蠟以及蛇形紫銅管換熱結構組成蓄熱箱;引入以plc為核心的變頻風機調速系統(tǒng)對干燥溫度進行調節(jié),實現太陽能干燥系統(tǒng)對溫度參數控制的要求。在太陽能干燥平臺搭建的基礎上,進行相關試驗驗證干燥平臺的工作性能。首先通過干燥系統(tǒng)空載的溫度測試,干燥箱內部溫度可達40～45℃,滿足低溫烘干領域的工作條件;在土豆的干燥實驗中,結果表明太陽能干燥箱的工作效率要優(yōu)于日曬干燥;利用搭載有蓄熱系統(tǒng)的太陽能烘干臺對紅薯進行烘干實驗,試驗證明,太陽能干燥設備干燥實驗的周期(14h)較自然晾曬的干燥周期(23h)有明顯縮短,同時配蓄熱箱的太陽能干燥系統(tǒng)的工作時間延長了近2h,最大溫升可達15℃。枸杞的太陽能干燥實驗表明該太陽能烘干裝置較自然晾曬枸杞的干燥速率有明顯提升,證明了太陽能烘干枸杞的可行性及其實用性。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S226.6;TK519
【部分圖文】：

圖２．１集熱器工作原理??Ｆｉｇ?２．１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｓｏｌａｒ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??當物料獲得外界提供的熱能后，主要從以下幾方面進行干燥進程：??１）濕物料表面經由外界傳導熱量，熱量從物料的外部傳遞至內部。??２）由于物料外部首先被加熱，其水分首先進行揮發(fā)，其中水分可分為

圖２．２太陽能烘干研宄流程??Ｆｉｇ?２．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｏｌａｒ?ｄｒｙｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??２．３．２烘干設備的設計要求??１）太陽能干燥平臺發(fā)揮應有的干燥性能??烘干機平臺首先要能夠滿足烘干物料的基本要求，能夠通過該干燥系統(tǒng)達到??令人滿意的物料濕度，要根據所選取的物料量以及其所要除去的水份量，計算出??日均需要的熱量以及太陽能集熱板的面積，確定風機的功率以及輸送管道的尺??寸，最后還需要根據物料確定干燥室的形狀、尺寸，并根據不同物料的性質，設??計烘干系統(tǒng)承載方式與進風方式??２）提高干燥效率??干燥效率是影響干燥進程的重要因素，當干燥平臺能夠滿足干燥的基本要求??時，同時需要對其干燥速率提出要求，通過添加蓄熱材料使其在太陽能不足的情??況下繼續(xù)工作，同傳統(tǒng)的自然晾曬相比，其干燥時間則大為延長，使得干燥平臺??的干燥效率能夠有所提高。??

圖２．?３可蓄熱的太陽能烘干設備示意圖??Ｆｉ２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｌａｒ?ｄｒｅｒ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｓｔｏｒａｅ??
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本文編號：2848939