10立方米太阳能热风干燥箱的设计含开题及13张CAD图
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10立方米太阳能热风干燥箱的设计含开题及13张CAD图,10,立方米,太阳能,热风,干燥箱,设计,开题,13,CAD
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XX设计(XX)开题报告学生姓名： 学 号： 所在学院： 专 业： 设计(论文)题目： 10立方米太阳能热风干燥箱设计 指导教师： 20XX 年 03 月 10 日XX设 计（XX）开 题 报 告1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述能源在全球各个国家经济发展、人民生活、社会进步等领域都是必不可少的物质基础。它既是国民发展的动力，同时也是权衡一个国家国力、人民生活水平以及国家文明发达程度的重要指标之一。保持稳定的能源供应，自古至今一直是每个国家发展的重中之重1。伴随着我国经济发展速度的不断加快，能源消耗量也在不断增大，能源利用的方式也在不断地细化深化，但与此同时，能源的生产和消费的方式与环境保护之间的冲突也越来越明显。由于环境保护的日益重要，各国都在积极寻找解决温室气体排放问题的方法，可再生能源特别是太阳能利用成为关注的重点 2。 太阳能是一种清洁能源，又属于可再生能源，而且，我们又是在免费使用它，又不需要进行运输，最重要的是它对环境不会造成污染和破坏3。但太阳能也有两个主要缺点：一是能量密度低；二是太阳能的强弱会受各种各样因素的左右，从而不可能保持在一定的量，这两个缺点极大地制约了太阳能在各方面的推广。 我国由于地域辽阔，所以太阳能资源相当丰富,全国大概有60%左右的地方年总辐射量都在500万kJ/ m2以上 ,而且年日照时数更是达到2000h以上4。其中尤其要数以青藏高原为代表的中南部地区的太阳能资源最为丰富,年平均达670一840万kJ/,这个值与撒哈拉沙漠地区5相近。在我国除了这些地方之外,由于终年比较潮湿，每年太阳辐射量肯定与西北地区无法相比,但由于气温高,太阳能干燥设备的热损失就会相对小,太阳能的可利用系数属我国最大。自1975年以来,我国对太阳 能干燥技术的研究开发和推广应用,进行了大量工作,取得了可喜的成果。1.太阳能干燥技术及其利用干燥，是农产品制造与储存过程中的极其重要程序。就目前而言，中国绝大多数食品加工企业多数采用的都是常压的热风干燥法6。太阳能干燥，就是使用太阳能辐射所产生的热量，使产品中的水分减少，达到干燥的目的。目前，世界上使用太阳能进行干燥的装置主要有以下这几种类型：集热器式干燥、温室式干燥、太阳能集热器与热泵系统联合供热干燥、集热器和温室结合式干燥等7。1.1太阳能干燥的利用1.1.1太阳能干燥农副产品在农业生产过程和农副产品加工生产的过程中，为了方便对农副产品进行运输和存储，干燥便成了其中一个十分重要的环节，当然这个环节也是耗能量非常大的环节。经过许多试验证实，使用太阳能干燥相关产品的所用时间较短，具有卫生质量高、效率高、品质好等许多优点，饱受赞誉8，使产品拥有较高的经济效益9。如今有专家对太阳能干燥这些产品的各种项目进行了解析，涉及到方方面面，如：龙眼10、香蕉片11、无核白葡萄、谷物12、鱼和枸杞 13 等，这些研究的成果都表明干燥后产物的质量都有了一定的提高14。上述这些成果都能表明用太阳能进行干燥的产品它的质量依然是能够获得肯定的。用太阳能干燥设备对谷类进行干燥时，投入相对较少，但是干燥量相对的也少，一般适应于个人农户，但是温室型能够去除不良天气的凉晒等一些问题； 蔬菜与果品，对蔬菜进行干燥的目的主要是为了更好地保存，这样有利于降低果蔬包装和运输的成本。1.1.2太阳能干燥药材 眼下，太阳能干燥在干燥药材方面也有着十分广泛的应用，对国内的中草药材的干燥处理，主要是依靠露天摊晒和烘房烘烤两种方式，这是这两种方式受气候影响十分严重，而且也造成原料得发霉和不清洁等不利影响；另一方面也是由于对烘房内的各种因素条件不能及时的进行监测与控制，例如相对湿度、温度、物料脱水量等等，这样便会造成药材药性的大量损失。中草药如果能使用太阳能来干燥，就能获得比较不错的经济收入，其中是因为中草药含水量较高，干燥时所消耗的能量较大；另外大部分中草药的性味比较的厉害，不能对其进行高温的加快干燥。以我国珍贵的三七15为例，因为当前科学技术一系列问题，到目前为止绝大部分农户依然继续用简陋的露天天然晒干等方式对其干燥。这种干燥方法有很多缺点，例如进行干燥的占地的面积过大，占用大量城市道路交通等，给城市交通安全等问题造成了相当大的压力；也是因为老鼠虫害、大气污染等问题的产生，对干燥之后的产品产生了相当大的不良影响。还有很多药材也是这样，例如陈皮16。所以，利用合理、高效的利用太阳能来干燥中草药显得相当重要，这样才能获得更好的经济利润 ，这也是最近这些年年来世界上各个国家大多数太阳能热利用研究的热点之一17-22。1.1.3太阳能干燥木材到现在为止，全世界各个国家使用太阳能来干燥木料的使用的范围非常小，其中绝大多数都是简单的温室型的干燥器，而且其中大部分的体积通常比10m3小 ，根据相关方面的统计，现在全球仅仅拥有三百多个使用太阳能辐射来干燥木料的干燥室，其中中国有近 20 个。这是因为木材在自然干燥的过程中都是很容易变形的，而且经常会出现龟裂等情况，这样大大影响木材的品质，如果采用太阳能干燥，这样就可以很大程度上减少木材的龟裂情况的出现23。木料的除湿过程是木料加工时耗能最多的程序之一, 大概会占到加工总耗能的 42%73%24。干燥过时会造成的大量污染，这也是我国环境破坏的源头之一, 因此干燥过程中的节约能源，保护环境问题是重中之重。1.1.4太阳能干燥在其他方面的应用 太阳能干燥也还在其他很多方面有着大量的使用，例如，该技术在盐业方面的利用也有了持续的增强，在现在食用盐生产过程中，食盐是卤水中提出的大粒盐须经过粉碎、洗盐、离心脱水、加碘、干燥等工艺，产品含水在0. 5%以下才能包装储存25。干燥设备通常采用振动式流化床或固定式流化床，并配备鼓风机、引风机、热源、除尘器等。2.太阳能热风干燥系统2.1太阳能集热器 集热器是一种十分重要的装置，可以把太阳辐射能转换为热量，它也是太阳能利用过程中的重要装置3。按照集热器的传热工质的物态可分为液体和空气集热器两大类；按照集热器是能聚光把它分为非聚光和聚光两大类；根据集热器能否抽真空可分为平板型集热器和真空管型集热器两类；按照集热器的工作温度范围的不同可以把集热器分为低温集热器、中温和高温集热器这三类集热器。 空气集热器是太阳能干燥器中的相当重要的部件26。因为真空管太阳能集热器拥有散热损失小，保温效果较好，抗冻能力相对较强等优点（在南极等极寒地区都有优良的表现）；真空管面对台风时的阻力小，抵抗台风的能力强，热效率更是高达93%，系统热效率也能达到46%。它的使用时间也是相对较长的，因为它的用料是高硼硅玻璃，它的里外涂层在环境里不会被氧化，在不会受外力作用的条件下使用时间可以超20年以上。1. 内玻璃管 2.太阳选择性吸收图层 3.真空夹层 4.罩玻璃管5.支撑件 6.吸气膜 7.吸气剂图1 真空管集热器的结构示意2.2干燥箱干燥箱一般情况下为一的箱体，它的向阳的一面和上面通常盖有平板玻璃，剩下的面都是用来隔热的夹层，干燥箱材料选用和集热器大致是相同27。2.3搁架与搁板它们的材料的选取比较简单，一般就选用普通常见的金属材料就可以。搁架一般固定在干燥室的内侧，搁板是一种活动的网状结构，搁板的网状结构的孔眼大小选择应该足以保证被干燥的物料不会从中漏下。2.4风机如果搁板上已经摆放好了准备要干燥的产品后，将会对干燥箱内空气的流动产生一定程度的阻力，为了在干燥室内产生一个相对良好的风速，所以应该在干燥室的顶部放置一台风机；调节风机的风力的大小便可以方便地调节干燥箱中的空气流速和通风量，并且能及时将湿空气排出干燥箱26。3.工作过程 1.太阳 2.风机 3.太阳能空气集热器 4.管道 5.干燥箱图2 太阳能热风干燥机结构 如何确定太阳能热风干燥机集热器的安装倾角，这个角度应该和当地的纬度基本保持相同，如图2，这样做是为了保证充足的日照。以玉米的干燥为例，被干燥的玉米摊放在各个搁板上，并且层层分开一一摆放在干燥箱的搁架上，最后再开始对玉米进行干燥。 太阳辐射在穿过太阳能空气集热器上的玻璃盖板后，然后照射到集热器的吸热板上，太阳能被吸热板吸收并与此同时转换成热能，该热能用对热集热器内的空气进行加热，使空气的温度渐渐的上升。在风机的推动下，导致干燥室内的空气压力逐渐下降，同时，热空气由于密度较低，具有向上流动的趋向，正是这样才使空气持续地向干燥室内进行流动。加热后的气流将热量传导给搁板上等待被干燥的物料，这样就会使物料中的水分持续气化并且减少。上升的热气流会把水汽从中带走，这样就达到干燥物料的目的。在风机的作用下将潮湿的热气排出到干燥室外，与此同时便实现了干燥介质之间的强制循环和强化对流换热28，完成这些后便可以减短干燥的周期。4.适用范围该干燥箱主要能应用于那些想要比较高的温度又同时获得一个清洁干燥的产品，如玉米29等一些常见的谷类；鹿茸和黄芪等中药材；烟叶30、瓜子、茶叶、啤酒花、桂圆和红枣等常用于生活的农副产品。5.结束语 干燥这个行业，耗能相对较高，所以节能减排的任务也相对较重31。在我国，许许多多的农产品、林业产品与食品，其中大多数都适于利用太阳能的低温或中温进行干燥，也能对部分温度较高时的干燥进行提前干燥，相对而言，还是比较有未来的。众所周知，太阳能是一种环保能源，所以太阳能干燥对于我国提倡的一些环境保护的政策有积极响应的作用，近年来，我国相关部门对太阳能干燥这方面的产业也给予很多政策性支持，同时也加大对其的宣传力度。本课题将以太阳能为能源进行设计利用干燥箱，同样起到了节约能源和保护环境的效果，也具有现实意义。参考文献1 孟嘉.工业烟气余热回收利用方案优化研究D.武汉，华中科技大学，2008.2明廷玉，李保国.太阳能干燥技术的研究及其应用J.中外能源,2015,20(4):34-40.3黄素逸，杜一，明廷臻.新能源技术M.北京:中国电力出版社,2013:56-57.4王宝和, 王喜忠.太阳能干燥J.南京林业大学学报,20(2):221-224.5刘森元.太阳能干燥在工农业生产中的应用J.新能源,1990,12(5)：l一4.6裴坤,段凤江,孔晓玲,于鹏.太阳能蒸汽热风干燥系统的设计与研究J.包装与机械，2012,28(2):106-108.7李珊 ,徐众.太阳能干燥技术及其应用J.技术装备，2013,21(2): 35-37. 8赵挺洁，赵巍岩,白耀东.太阳能干燥器的性能测试与研究J.环境与发展，2015,27（1）：82-85.9李志民,钟浩,张跃.水泡梅太阳能干燥的试验研究J.云南师范大学学报2006,3（26）：20-23.10陈挺强,王 娟，朱晓玲,蔡国豪，蔡国富.热风-太阳能结合干燥加工龙眼干的工艺研究J.广东农业科学,2015,3(6):88-90.11童亚子，杨福孙.香蕉太阳能热风真空组合干燥设备设计J.农机化研究,2014,22 (8):87-90.12王俊,周功明,金天明.太阳能直射干燥谷物特性的研究J,科技通报，1999，15(3):207-011.13张璧光.太阳能干燥系列讲座(8)中药材与其他物料的太阳能干燥J.太阳能，2008(8):21-23.14张 谦，过利敏.太阳能干燥技术在我国果蔬干制中的应用J.新疆农业科学 2011，12(48):23312336.15王云峰，李 明，王六玲，魏生贤.太阳能干燥装置性能及三七干燥效果J.农业工程学报,26(10):377-383.16Romdhane Ben Slama, Michel Combarnous b.Study of orange peels dryings kinetics and development of a solar dryer by forced convectionJ.Solar Energy,2011,2(85):570578.17G bahaP Yobouet Andoh H ，Kouassi Saraka J，eta1Exper imentalinv estigation of asol ardryer with natural convective heat flow JR enew able Energy, 2007，32(11)：18l7-l829 18Janjai S，Tung P Perform ance of a solar dryer using hot air from roof-integrated solar collectors for dry ingherbs and spicesJRenew able Energy ,2005，30(14)：2085-209519Dattateya M K ，Samuel D V K Convective flat-plate solar heat collector for caulif lower dryingJ Biosystems Engineer ing，2006，93(2)：18919820LiZhim in，Zhong Hao，Tang Runsheng，et a1Exper imental investigation on solar drying of salted greengagesJRenewable Energy,2006，31(6)：837-84721Sm itabhindu R ，Janjai S，C hankong V Optimization of a solar -assisted drying system for drying bananasJRenewable Energy,2008，33(7)：1523-153122K halil E A ，A bdul Jabbar N K ，Tadahm un A Y Testing of the perfor mance of a fruit and vegetable solar drying system in IraqJDesalination，2007，209(123)：16317023高建民,伊松林,张璧光等.新型整体式太阳能木材干燥室J.太阳能，2011,2（19）:25-27.24许彩霞, 张璧光, 伊松林, 高建民, 王天龙.太阳能与热泵联合干燥木材特性的实验研究J.干燥技术与设备,2008,6(4):184-189.25蔡豫,吴茜,周玉萍,温源,王建辉.太阳能干燥在盐业方面的应用J.工程技术，2012,4(12):295-296.26安 静.小型柜式太阳能农产品干燥机的设计J.农产品加工学刊，2005,2（8）:79-80.27李彩霞.新型高效太阳能集热干燥箱的研究设计.中国农机化学报,2013,34(6)216- 219.28归柯庭，汪军，王秋颖.工程流体力学.北京:科学出版社,2003：43-53.29刘圣勇, 张百良, 袁超, 张杰, 陈开碇.采用太阳能集热器干燥玉米的研究.农业工程学报,2001,6(17):93-96.30徐众,浦绍选.太阳能热泵干燥综述J.农业工程技术:农产品加工，2011,5（12）：37-41.31张璧光,伊松林.太阳能及热泵干燥技术M. 北京：化学工业出版社, 2011:34-37. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题是对以太阳能为能量来源的热风干燥器进行设计，通过空气集热器来收集热量，来加热通入的空气，将加热后的空气（干球温度：60、相对湿度：70%）通过风机通入干燥箱（10立方米），使其内的气压降低，同时，由于热空气的密度相对较小，所以便会具有一种向上流动的趋势，于是热空气便会不断地向干燥箱内进行流动，对干燥箱内的物料不断进行干燥，这样便能使物料中的水分不断气化并且减少。同时上升的热气流也能及时把水汽带走，这样便会达到干燥物料的目的。1.太阳 2.风机 3.太阳能空气集热器 4.管道 5.干燥箱 拟采用的研究手段：（1）设计参数的选择，干燥能力的设计，干燥器使用地点的确定，确定该地区的
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