太阳能烘干技术.doc

浅谈太阳能烘干技术太阳能一般是指太阳光的辐射能量。它最大的优点是清洁、无污染和可再生，到达地球表面的太阳辐射总功率巨大并取之不尽、用之不竭，是一种“送货上门”的能源。另一方面太阳能又有着它分散、间歇和不稳定的缺点。太阳能烘干是利用太阳能干燥器对物料进行干燥，主要是应用于工农业生产方面。干燥过程是利用热能使固体物料中的水分汽化并扩散到空气中去的过程。物料表面获得热量后，将热量传入物料内部，使物料中所含的水分从物料内部以液态或气态方式进行扩散，逐渐到达物料表面，然后通过物料表面的气膜而扩散到空气中去，使物料中所含的水分逐步减少，最终成为干燥状态。因此，干燥过程实际上是一个传热、传质的过程。1、物料的干燥特性 图1-1 物料干燥特性曲线-预热干燥阶段；-恒速干燥阶段；-减速干燥阶段（）预热干燥阶段（A-B）干燥过程从A点开始，热风将热量转移给物料表面，使表面温度上升，物料水分蒸发，蒸发速度随表面温度升高而增加。在热量转移与水分蒸发达到平衡时，物料表面温度保持一定值。（）恒速干燥阶段（B-C）干燥过程到达B点后，水分由物料内部向表面扩散的速度与表面蒸发的速度基本相同，移入物料的热量完全消耗在水分的蒸发，即达到新的平衡。在这一阶段中，物料表面温度保持不变，含水率随干燥时间成直线下降，干燥速度保持一定值，即保持恒速干燥。（）减速干燥阶段（C-D-E）干燥过程过C点以后，水分的内部扩散速度低于表面蒸发速度，使物料表面的含水率比内部低。随着干燥时间增加，物料温度就增高，蒸发不仅在表面进行，而且还在内部进行，移入物料的热量同时消耗在水分蒸发及物料温度增高上。这一阶段称为减速干燥的第一阶段。干燥过程继续进行，表面蒸发即告结束，物料内部水分以蒸汽的形式扩散到表面上来。这时干燥速度最低，在达到与干燥条件平衡的含水率时，干燥过程即告结束。这一阶段称为减速干燥的第二阶段。2、烘干机的种类（1） 温室型太阳能干燥器 图2-1 温室型太阳能烘干机工作过程：将被干燥物料堆放在干燥室内分层设置的托盘中。太阳辐射能穿过玻璃盖板后，一部分直接投射到被干燥物料上，被其吸收并转换为热能，使物料中的水分不断汽化；另一部分则投射到黑色的干燥室内壁面上，也被其吸收并转换为热能，用以加热干燥室内的空气，温度逐渐上升，热空气进而将热量传递给物料，使物料中的水分不断汽化，然后通过对流把水汽及时带走，达到干燥物料的目的。温室型太阳能干燥器特点：结构简单，建造容易，成本较低，可因地制宜，因而在国内外有较广泛的应用。 温室型太阳能干燥器也存在一些不足，其主要缺点是干燥器的温升较小。一般，干燥器温度夏季比环境温度高出2030，可达到5060 ；冬季只比环境温度高出1020由于这个原因，如果被干燥物料的含水率较高，温室型太阳能干燥器所提供的热量有时就不足以在较短的时间内使物料干燥到安全含水率以下。（2） 集热器型太阳能干燥器 2-2 两种集热器型太阳能干燥器集热器型太阳能干燥器是由太阳能空气集热器与干燥室组合而成的干燥装置，主要由空气集热器、干燥室、风机、管道、排气烟囱、蓄热器等几部分组成。工作过程： 太阳辐射能穿过空气集热器的玻璃盖板后，投射到集热器的吸热板上，被吸热板吸收并转换为热能，用以加热集热器内的空气，使其温度逐渐上升。热空气通过风机送人干燥室，将热量传递给被干燥物料，使物料中的水分不断汽化，然后通过对流把水汽及时带走，达到干燥物料的目的。 含有大量水汽的湿空气从干燥室顶部的排气烟囱排放到周围环境中去。在太阳能干燥器工作过程中，可以调节安装在排气烟囱的调节风门，以便根据物料的干燥特性，控制干燥室的温度和湿度，使被干燥物料达到要求的含水率。 集热器型太阳能干燥器都是主动式太阳能干燥器。热空气是通过风机送人干燥室，实现干燥介质的强制循环，强化对流换热，缩短干燥周期。集热器型太阳能干燥器特点： 由于使用空气集热器，将空气加热到6070，因而可提高物料的干燥温度，而且可以根据物料的干燥特性调节热空气温度；由于使用风机，强化热空气与物料的对流换热，因而可增进干燥效果，保证干燥质量。（3） 通道式太阳能烘干机 图2-3 通道式太阳能烘干机通道式太阳能烘干机由风扇、太阳能空气加热室(集热室) 和通道式烘干室等几部分组成。烘干物地平铺在烘干室内，由集热室和烘干物本身收集热量。工作过程: 空气在风机作用下进入集热室被加热，加热后的空气进入烘干室，通过烘干物上部对物料加热并带潮湿气体从出气口排出。通道式太阳能烘干机特点：其设计简单，农户可利用当地便宜材料自制, 也可实现小规模工厂化生产。由于造价较低，所以该装置很适于发展中国家小型农场使用。参考文献【1】M.V.Ramana Murthy. A review of new technologies, models and experimental investigations of solar driers; Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009) 835- 844.【2】V.V. Tyagi,N.L. Panwar, N.A. Rahim,et al. Review on solar air heating system with and without thermal energy storage system; Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 2289-2303.【3】Om Prakash, Anil Kumar.Solar greenhouse drying: A review.Renewable and Su