1立方米太阳能热风干燥箱设计.doc

1、目录摘 要随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，干燥技术已经在很多领域占有重要地位，而干燥作业所需要消耗的能源很大。因此，干燥作业产生的能源消耗以及带来环境问题都亟待我们思考和解决。而太阳能在远古时期就是人类用于干燥食物的一种重要的资源，它有着清洁、取之不尽用之不竭、无需开采和运输等优势。将太阳能与干燥作业相结合不仅可以节约化石能源，还可以减少人类对环境的破坏。由于小型待干燥产品在老旧的露天自然干燥中暴露了一些问题，例如干燥途中需要很多时间，占地面积大、被天气、环境因素所控制影响。因此设计研制了小型太阳能热风干燥箱。本装置的组成包括太阳能集热板、风管、风机、干燥箱和回热器。回热器的加

2、入使得系统效率增加能源有所节约。强制对流干燥、自然对流干燥等干燥模式得以实现。经过对干燥箱和太阳能集热器的总体评估、剖析及试验，使得该设备的科学性得到验证。小型待干燥产品因为其装置的成功设计，取得了积极的反响关键词: 1立方米 太阳能 热风 干燥箱AbstractWith the rapid development of social economy and the continuous improvement of peoples living standard, drying technology has been occupied an important position in man

3、y fields, and the energy used for drying operation takes a great proportion. Therefore, the energy consumption of drying operation and environmental problems are urgent to be thought and to be solved. In ancient times, solar energy is applied to reserve food as a kind of important resources. The adv

4、antages of solar energy are clean, inexhaustible, without exploitation and transportation. Combining solar energy with dry work can not only save fossil energy, but also reduce the damage to the environment.Because of some problems exist during the natural desiccation process in the small products t

5、o be dried,for instance,in process of desiccation occupied a lot of time,large proportion,and affected by weather,environment and any other factors.Thus,we designed and developed a mini-type solar hot-wind drying cabinet.The appliance constituted by solar thermal collected plate,air hose, wind turbi

6、ne,drying cabinet and heat regenerator.The using of regenerator makes the system a better performance and saving more energy sources.Make the forced convention desiccation and natural convention desiccation and any other types realized.Through the process of general assessment,deep analysis and test

7、 of drying cabinet and solar collector,which illustrate the scientificity of this appliance.Due to the successful design of the appliance,the mini-type products to be dried could be dried easily,and make positive responses.Keywords: One centare；Solar energy；Hot air；Drying cabinet3目 录摘 要IAbstractII目

8、录.III第一章 引 言1第二章 太阳能热风干燥箱的工作原理及结构特点3 2.1太阳能热风干燥箱的装置3 2.2太阳能热风干燥箱的工作原理3 2.3太阳能热风干燥箱的结构特点4 2.3.1太阳能集热板的工作原理及结构特点4 2.4太阳能热风干燥箱的工作原理及结构5 2.4.1太阳能热风干燥箱的装置结构5 2.4.2太阳能热风干燥箱的工作原理5 2.5回热器的工作原理及结构特点6 2.5.1回热器的结构特点6 2.5.2回热器的工作原理7第三章 1立方米太阳能热风干燥箱的设计8 3.1最佳风量8 3.2空气循环热力设计计算10 3.3室外换热器的设计计算及结构的确定12 3.4设计结果汇总19第

9、四章 干燥系统性能分析22 4.1性能分析22 2.5.1空气流量对干燥箱性能的影响23 2.5.2干燥温度对干燥箱性能的影响24 2.5.1干燥相对湿度对干燥性能的影响25 2.5.2性能总结25 4.2设备优势分析25第五章 结 论26参考文献27致 谢29第一章 引 言我国经济领域的许多方面都应用到了干燥作业，相当多行业的基础生产步骤都离不开干燥作业，比如在化工、农业、木制品的生产中。干燥作业所需能源为国民经济总能耗的百分之十二左右1。此外，干燥过程产生的污染变成我国环境污染的主要来源。目前，我国经济的可持续发展在能源和环境上已处在一个既尴尬又不好解决的位置，干燥节能和环保的重要性持续升

10、温。在使用太阳能干燥的方法上我国已具有多年经验，不论是新能源或是可再生能源太阳能都是主要的组成环节2。太阳能所属分布性无污染的天然能源，可以直接开采使用，其优点是使用寿命长，不污染环境和不损害生态平衡等。太阳能的开发利用在未来有很好的发展空间，不但取得良好的社会效益，环境效益，并具有明显的经济价值。我国地域辽阔，是太阳能资源丰硕的国家之一，决大多数的地区年辐射总量大于5030MJ/m2，年日照数在两千二百小时以上3。它吸引了来自世界各个地方的优秀研究人员在太阳领域工作。很多发展中国家，太阳能干燥装置可以满足对健康不断增长的需求和对小成本天然食品可持续收入的需求。用于干燥农业产品的太阳能干燥装置

11、被验证是最有效的节能装置，不仅节约能源而且还节省大量的时间、占地面积也减少，提高了产品质量和人们的生活方式。太阳能干燥箱适用于颗粒较小的固体物料，即热空气从物料间穿过。属于热风循环干燥器，广泛用于保鲜食品、农副产品、经济作物等，如干果类、果蔬类、药材菌类，花草种子，海鲜类，木器化工等4。 国内外对太阳能干燥技术的大量研究表明,它具有缩短干燥所需时间、干燥后产品质量高、成品率较高的明显优势。国外对太阳能干燥的研究有： Farkas5 等开发出一种具有节能功效的组合式太阳能干燥装置。研究了各种干燥参数对干燥系统的影响，特别是空气流量对太阳能空气集热器的影响。Yaldyz和Ertekyn6 研究了在

12、太阳能干燥装置不同品种的蔬菜在中不同的流速下的干燥时间的变化。Madhlopa7 等设计出一种通过自然对流干燥室使新鲜芒果脱水的太阳能空气加热器，且装置中存在两个太阳能吸收系统。 Shreekumar8 等研制出一种高效的干燥苦瓜的太阳能干燥装置，在6小时11 小时内就可以降低苦瓜的水分含量的5%95%。Ayyappan和Mayilsamy9 设计出一种将自然对流的太阳能干燥装置与储热材料实现一体化的干燥装置。平均干燥效率为18%。我国太阳能干燥技术发展速度也很迅速，李志民10等使用太阳能干燥装置来干燥水泡梅，以事实说明了太阳能干燥技术的经济效益较好;马先英11等人用实验来分析了太阳能热风干燥

13、系统来干燥胡萝卜时，对胡萝卜的复水性产生的影响。王俊12等人研究了待干燥产品厚度,干燥温度、空气流速三个因素在干燥过程中对待干燥产品的失水速率和含水速率的影响,并在实验最后确定了土豆失水模型。刘圣勇13等人对皮毛制品的太阳能干燥系统进行了研究,得出利用太阳能干燥系统来干燥皮质产品是可行的。太阳能干燥更加适于农副产品的干燥，不会破坏食品的营养价值，现在关于食品的干燥方法主要有自然干燥,热风干燥,微波干燥,远红外干燥以及真空冷冻干燥14等，但是微波干燥 、冷冻干燥等干燥方式因其投资大、成本高 、大量使用一次能源 、对环境污染严重 、操作复杂 、仅应用于大型干燥工业 ，并未得到我国广大小型干燥用户的

14、认可。我国广大小型干燥用户仍以传统的平铺晒 、晾开晒等干燥方式来干燥枸杞、中草药、谷物等高附加值的产品15。但是，这种传统的露天自然干燥方法在很大程度上取决于阳光的有效性，需要大的开放空间面积，且容易受到外来物质的污染，如凋落物、灰尘等，鸟类、啮齿动物和昆虫都可与之直接接触。太阳直晒也会导致产品质量较低和干燥时间影响产品质量或造成霉烂变质。因而很难得到质地优良的产品。而太阳能热风干燥是目前采用较为普遍的一种方法，整个干燥过程受人为控制和调整，在缩短干制时间的同时，有效提高产品的质量16。1第二章 太阳能热风干燥箱的工作原理及结构特点2.1太阳能热风干燥箱的装置太阳能热风干燥箱的系统如图2-1所示。装置由该设备主要由太阳能集热板、风管、风机、干燥箱和回热器组成。干燥装置的外形尺寸为1000mm1000mm1000mm(长宽高);机重大约100kg;干燥箱净容积1m3;集热器采光面积为3m2;No6.3D 9-04离心鼓风机(2台)。该装置的热能来自太阳能,干燥室可装载待干燥产品量为2030kg;集热器温度3085 ;集热板仰角采用2232（南京市纬度）以便获得最大的太阳辐射量，方位角0180;干燥箱内工作温度6080 。图2-1太阳能热风干燥箱的系统图2.2太阳能热风干燥箱的工作原理太阳能干燥是以太阳能代替常规能源来加热干燥介质(被加热的空气)的干燥过程,该装置利用太阳能集热板将空