槽式聚光太阳能为驱动热源的烟丝干燥特性研究

【摘要】：人类社会的生存与发展离不开能源，全球的能源总消耗越来越大，能源供求矛盾日益突出。其中，化石能源的消耗处于主导地位，随着化石能源的进一步消耗和生态环境的不断恶化，可再生能源的开发和需求日益增长。可再生能源中的太阳能具有取之不尽、清洁无污染等优点，对缓解全球能源短缺和环境污染等问题有着积极的意义。云南省地处祖国西南，太阳能资源丰富，且当地烟草行业经济效益好，卷烟厂生产工艺中制丝阶段干燥烟丝需要消耗大量的热能（150-300℃），如果利用太阳能来进行供热，不但能节约大量化石能源，同时也拓宽了太阳能中高温利用领域。本文主要开展了以下工作： （1）设计了与槽式聚光集热系统相匹配的变径管式干燥系统，采用了线聚焦V型金属腔体作为集热器，搭建了槽式聚光太阳能供热干燥烟丝的实验平台并进行了相关干燥实验，实验数据表明：槽式聚光集热系统的供热温度与烟丝干燥系统的需求温度能较好的匹配。 （2）针对烟丝颗粒和气流在干燥管中的互相作用，建立了气流干燥烟丝过程的数学模型，并应用Runge-Kutta法进行了数值求解，求解结果与实验结果进行了对比分析，两者的相对误差在8%以内，验证了模型的准确性。 （3）绘制了烟丝干燥特性曲线，获取了气流温度、速度及入口烟丝含水率等不同因素对烟丝干燥特性的影响。研究结果表明：当入口烟丝含水率和固气比不变时，气流温度(190℃-200℃)升高或气流速度（15m/s-20m/s）增加，烟丝含水率下降速度也相应增加（即干燥速率加快）；当入口烟丝含水率变化时，烟丝干燥速率基本保持不变。 【关键词】：太阳能 槽式聚光集热系统 气流干燥 干燥模型 烟丝 干燥特性
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS44
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 符号说明9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究现状及存在的问题13-16
• 1.2.1 槽式聚光集热系统的研究现状13-14
• 1.2.2 太阳能干燥烟叶的研究现状14-15
• 1.2.3 气流干燥烟丝的研究进展15-16
• 1.2.4 当前研究存在的问题16
• 1.3 本文主要内容16-17
• 第2章 槽式聚光集热系统与气流干燥基本理论17-30
• 2.1 槽式聚光集热系统简介17-25
• 2.1.1 抛物槽式聚光器17-21
• 2.1.2 线聚焦腔体集热器21-23
• 2.1.3 跟踪传动装置23-25
• 2.2 气流干燥的基本理论25-29
• 2.2.1 干燥技术的特点25
• 2.2.2 气流干燥基本原理25-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 槽式聚光太阳供热干燥烟丝系统的搭建与实验30-47
• 3.1 槽式聚光集热系统的设计与搭建30-34
• 3.1.1 槽式聚光集热系统的连接与工作原理30-31
• 3.1.2 槽式聚光集热系统搭建所需的实验器材31-34
• 3.2 干燥管的设计与搭建34-41
• 3.2.1 干燥管的近似计算35-37
• 3.2.2 软件模拟变径管变径处的速度流场37-38
• 3.2.3 干燥实验装置搭建所需的器材38-41
• 3.3 基于槽式聚光太阳能供热干燥烟丝系统的连接与工作原理41-43
• 3.3.1 基于槽式聚光供热干燥烟丝系统的连接41-42
• 3.3.2 基于槽式聚光供热干燥烟丝系统的工作原理42-43
• 3.4 实验结果43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 烟丝干燥过程的数学模型及验证47-65
• 4.1 烟丝干燥过程的数学模型47-54
• 4.1.1 数学模型假设47
• 4.1.2 烟丝颗粒动量方程47-50
• 4.1.3 气流运动方程50-51
• 4.1.4 烟丝颗粒与气流湿度分布微分方程51-52
• 4.1.5 烟丝颗粒热平衡方程52
• 4.1.6 气体的热平衡方程52-53
• 4.1.7 压降微分方程53
• 4.1.8 管径的微分方程53-54
• 4.2 相关物性参数54-58
• 4.3 模型的求解过程58-63
• 4.3.1 Runge-Kutta 法介绍58
• 4.3.2 用 Runge-Kutta 法求解微分方程58-63
• 4.4 数学模型验证63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 结果与分析65-69
• 5.1 烟丝干燥过程模拟65-66
• 5.2 热空气温度对烟丝含水率的影响66-67
• 5.3 气流速度对烟丝含水率的影响67
• 5.4 入口处烟丝含水率的影响67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 对本文研究工作的总结69
• 6.2 对研究工作的展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及参与课题情况74-75
• 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

颗粒物料气流干燥的数学模型    郑国生;曹崇文;

DSG太阳能槽式集热器聚光特性模拟    韦彪;朱天宇;

聚焦型太阳能集热器中腔体吸收器的热性能研究    张丽英;翟辉;代彦军;王如竹;

槽式太阳能聚光集热器热性能数值研究    熊亚选;吴玉庭;马重芳;张业强;

槽式太阳能聚光集热器光热效率实验研究    熊亚选;吴玉庭;马重芳;

热泵型太阳能密集烤房烘烤节能途径探讨    彭宇;王刚;马莹;何兵;李家俊;陈风雷;王丰;杨双剑;周长华;邵忠顺;曹鹏;吴良学;

槽式太阳能集热管传热损失性能的数值研究    熊亚选;吴玉庭;马重芳;Modibo Kane TRAORE;张业强;

采用太阳能集热器干燥玉米的研究    刘圣勇,张百良,袁超,张杰,陈开碇

混联式太阳能果蔬干燥设备干燥无核白葡萄的试验    刘一健;杨洋;王海;王颉;

基于两级干燥工艺的玉米果穗太阳能集热通风干燥系统设计    张锋伟;戴飞;张克平;赵武云;王芬娥;冯永忠;韩正晟;

建筑主动利用太阳能能效探讨    毛建西;

氯化聚乙烯干燥工艺技术的研究    王积国;

我国烟叶烤房的节能改革    徐增汉,王能如,崔焰,李忠任,江理论

烟叶烘烤能耗与节能途径分析    宋朝鹏;艾绥龙;王胜雷;李先锋;宫长荣;

饲用蛋白酶发酵液气流式喷雾干燥参数研究    胡云红;马齐;张强;张红艳;岳淑宁;阮祥稳;

酶解蛋白液喷雾干燥工艺研究    胡云红;马齐;张强;

烤烟调制节能技术研究进展    樊军辉;宫长荣;宋朝鹏;李统帅;高远;

黄菊真空薄层干燥特性研究    李晓冬;刘鸿雁;胡柏松;赵景利;

气流上升式太阳能密集烤房烘烤烟叶的研究    陆新莉;徐增汉;吴邦元;王国忠;龚文俊;郭兴志;张西仲;

不同烘丝方式对烟丝外加香料持留率的影响    贾玉国;宗永立;张艇;彭书海;蒋成勇;宋瑜冰;

微波干燥对小麦品质的影响    朱德泉;蒋德云;王继先;周杰敏;

热泵、微波及太阳能干燥技术在食品加工中的应用    尤小梅;李远志;莫国彪;洪雁;曾丹;

隧道式蔬菜热风脱水干燥机的研究    刘晓娟;赵长滨;林君堂;张凤菊;于晓波;李存斌;赵丽平;冯源;

农产品干燥技术进展研究    陈红意;赵满全;李萍;

基于SIMUlink的猪粪好氧堆肥热量平衡仿真研究    王永江;黄光群;韩鲁佳;

对虾带辐射的真空冷冻联合干燥系统的试验研究    李鑫;马国远;许树学;

气力输送技术现状及其在高温堆备用停堆系统的应用    杨帆;黄志勇;何学东;

高温堆吸收球球径对气力输送过程的影响分析    陈凤;黄志勇;何学东;肖彪;

浅谈中国干混砂浆企业的规划    张华桥;葛绍伟;

高红外快速固化技术在涂装工程中的应用    贾伟;谢奇峰;钟金环;费海峰;吕帅帅;骆剑;王一建;

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

纸张电磁干燥技术研究    王正顺

生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究    刘显茜

基于水势的玉米真空干燥传热传质模型及介电特性的研究    尹丽妍

蓄冷降温式太阳电池组件材料和热特性的理论与实验研究    秦红

中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究    马金玉

典型冶金物料的微波及组合干燥应用研究    李雨

散料的流动性及其在弯管中气力输送的研究    傅磊

气体射流冲击颗粒物料干燥机理与参数试验研究    高振江

水稻干燥品质的模拟和控制机理研究    刘木华

气流干燥管内气固两相流动与传热特性的数值模拟研究    金辉

直膨式太阳能热泵热水系统性能的优化分析    李振兴

细长铜管的碳氢清洗技术研究    杨晨野

甘薯粉丝干燥机理和干燥技术的研究    周洁

煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究    于连丽

太阳能果蔬脱水车间性能试验及苹果脱水工艺优化研究    高兴海

蓝孔雀蛋涂膜保鲜及蛋粉加工技术研究    陈安明

回转干燥窑的建模与智能控制    张文锋

利用太阳能干燥杏、红枣的研究    李峰

中温对流条件下收缩性城市生活垃圾基元传热传质特性的研究    罗华俊

散粒物料气流干燥中的传热特性    郑国生;曹崇文;

草块加工工艺及其影响因素    张涛,胡跃高,曾昭海

太阳能与燃煤机组混合发电系统集成方式的研究    吴静;王修彦;杨勇平;杨志平;

抛物面式太阳能聚能系统聚光特性模拟    帅永;张晓峰;谈和平;

槽式太阳能集热器集热性能分析    肖杰;何雅玲;程泽东;陶于兵;徐荣吉;

太阳能烘干枸杞的研究初探    李怀赫;李明滨;

空气源热泵在铁路行业中的应用    王天宁;丁巍;

蜜枣太阳能对流干燥特性的研究    崔明辉

两级干燥工艺在玉米种子选用中的应用    李奇涵,李任江,冯伟东

冻干技术在中药材及三七加工中的应用    李一果,段承俐,萧凤回,崔秀明

槽式聚焦太阳能集热器及其应用研究    张丽英

压力对烟丝干燥有效扩散系数的影响    张合明;闫亚明;刘朝贤;李斌;鲁端峰;

改进的烟草烟丝干燥膨胀装置    高玉梅;李辉;周玉生;

烟丝承压预膨胀装置的设计与应用    陶轶静;简龙晖;侯幼平;李辉;李彪;

CO_2浸渍烟丝干燥原理和技术    徐建波

HXD进料阶段烟丝流量控制方式改进    林天勤;吴永生;

贮藏过程中不同保润剂对烟丝保润效果及水分散失动力学的影响    殷春燕;徐志强;汪华;李玥;徐菲菲;钟芳;

    

    

    

    

槽式聚光太阳能为驱动热源的烟丝干燥特性研究    凌德力