利用太阳能的干燥设备设计及试验研究

【摘要】：果品制干是新疆地区果品加工的主要手段,然而以自然晾晒为主的干燥方式使得干果的品质和卫生指标很难得到保障,影响了干果的市场竞争力,制约了新疆干果的发展前景。论文结合新疆独特的太阳能资源优势,把太阳能干燥技术应用到果品干燥领域,设计并研制了太阳能干燥设备,可以解决自然晾晒干燥存在的问题,提高干果的品质。 太阳能干燥设备由供热、烘干和控制三个系统组成。干燥设备利用太阳能和电热装置联合供热,设计为整体式结构。集热器安装在干燥室外壁,干燥室安装有可移动底架,集热器倾角和方位角可以根据太阳的高度和方位进行调节。干燥室排出的尾气实现了循环加热、再次利用；对干燥室内风量分布进行了仿真模拟,增加了匀风板装置,提高了干燥室内的风量均匀性。 自行研制的蛇形太阳能空气集热器增加了除尘结构,吸热板上设计了风道隔板和导风板,集热器性能得到显著提高。进行了集热器的热性能试验,计算得出集热器的热瞬时效率为44.81%；时间常数约为13mmin；得到了集热器的输出温度t。与空气流道风速V、空气流道长度L和环境温度ta的关系为：to=9.82-108.51v+10.34v2+52.88L-2.57L2+1.86ta-0.02ta2；计算得出干燥设备所需集热器的总采光面积为6m2。 利用太阳能干燥设备试验样机进行了杏的干燥特性试验,得出温度为65℃、风速为9.5m/s时,杏的干燥速度较快。分析了杏的薄层干燥模型,得出杏的干燥符合Page干燥模型,为干燥设备的应用和干燥工艺研究提供了参考基础。利用干燥设备进行了太阳能干燥杏的试验,干燥时间为80h,较传统自然晾晒干燥缩短了52.94%；干制品的优级品率达到94.35%,是自然晾晒的3倍。 【关键词】：太阳能 干燥设备 集热器 干燥试验
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S214.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 太阳能的资源优势8
• 1.2 利用太阳能干燥果品的意义8-9
• 1.3 太阳能干燥技术9-10
• 1.4 太阳能干燥设备的研究现状10-12
• 1.4.1 国外研究现状10
• 1.4.2 国内研究现状10-12
• 1.5 本课题研究意义和研究内容12-13
• 1.5.1 研究意义12
• 1.5.2 研究内容12-13
• 1.6 技术路线13-15
• 第2章 太阳能干燥试验设备的总体设计15-20
• 2.1 太阳能干燥原理15
• 2.2 太阳能干燥设备的类型15-16
• 2.3 太阳能干燥试验设备的总体设计16-19
• 2.3.1 设备基本结构17-18
• 2.3.2 设备工作原理18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 供热系统、烘干系统和控制系统设计20-46
• 3.1 供热系统20-35
• 3.1.1 导风管道的选择20-21
• 3.1.2 蛇形太阳能空气集热器21-23
• 3.1.3 集热器热性能试验23-27
• 3.1.4 集热器的时间常数27-28
• 3.1.5 集热器的热量输出28-31
• 3.1.6 干燥设备配套集热器总采光面积计算31-33
• 3.1.7 电热装置设计33-35
• 3.2 烘干系统35-43
• 3.2.1 干燥室36-38
• 3.2.2 风机的选择38
• 3.2.3 物料装载设计38
• 3.2.4 盘架设计38
• 3.2.5 风量分布仿真分析38-39
• 3.2.6 匀风板39-40
• 3.2.7 风量分布仿真结果40-43
• 3.3 控制系统43-45
• 3.3.1 温度控制43-44
• 3.3.2 风量调节44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 太阳能干燥设备干燥杏的试验研究46-60
• 4.1 杏的干燥特性试验46-49
• 4.1.1 试验原料46
• 4.1.2 试验设备与仪器46-48
• 4.1.3 温度对杏干燥的影响48-49
• 4.1.4 风速对杏干燥的影响49
• 4.2 杏的薄层干燥模型49-53
• 4.2.1 杏的干燥数学模型分析49-51
• 4.2.2 杏的干燥模型拟合51-53
• 4.3 太阳能干燥设备干燥杏的试验53-58
• 4.3.1 太阳能干燥设备的基本参数53-54
• 4.3.2 太阳能干燥杏的试验54
• 4.3.3 试验结果与分析54-57
• 4.3.4 杏的干燥模型验证57
• 4.3.5 干制品的优级品率57-58
• 4.3.6 卫生指标检测58
• 4.4 本章小结58-60
• 第5章 结论和展望60-62
• 5.1 结论60
• 5.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 作者简历66

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