太阳能干燥系列讲座(2)太阳能干燥的基础知识——湿空气和湿物料的性质

一湿空气的热力性质 1 湿空气的基本知识 干燥介质是指物料干燥过程中将热量传给物料,同时又将物料中蒸发出来的水分带走的媒介物质.太阳能干燥装置中的干燥介质一般为湿空气.湿空气是指干空气和少量水蒸汽的混合气体.由于自然界中的水分在不断蒸发,空气中或多或少都含有水蒸汽,所以人们通常接触到的空气都是湿空气.不过日常空气中的水蒸汽含量很少,可当作干空气计算.但在干燥作业中,湿空气中水蒸汽的含量及其状态,对物料的干燥速率及干燥质量有很大影响,必须引起重视.这里分别介绍影响湿空气特性的几个主要参数.     

太阳能干燥的基础知识——湿空气和湿物料的性质

一 湿空气的热力性质 1湿空气的基本知识 干燥介质是指物料干燥过程中将热量传给物料,同时又将物料中蒸发出来的水分带走的媒介物质。太阳能干燥装置中的干燥介质一般为湿空气。湿空气是指干空气和少量水蒸汽的混合气体。由于自然界中的水分在不断蒸发,空气中或多或少都含有水蒸汽,所以人们通常接触到的空气都是湿空气。不过日常空气中的水蒸汽含量很少,可当作干空气计算。但在干燥作业中,湿空气中水蒸汽的含量及其状态,对物料的干燥速率及干燥质量有很大影响,必须引起重视。这里分别介绍影响湿空气特性的几个主要参数。     

天然气热风冲击换热在织物干燥中的节能应用

对某保温材料生产企业的织物干燥系统进行了改造,将原电加热干燥系统改造为天然气热风干燥系统.采用天然气燃烧后产生的高温烟气与空气混合,形成干燥介质.通过高速热风冲击换热,加速织物中水分扩散传质过程.通过改造,热风温度可降低至110℃运行,并且使干燥系统产能增加24％,织物干燥成本降低39.1％,仅3个月即可回收改造成本,达到显著的节能效果.采用清洁燃料天然气代替电能,单条生产线每年可减少耗电量70.8万kWh.     

太阳能辅助热泵干燥粮食的数值模拟研究

粮食的干燥过程实质上是多孔介质热湿耦合传递的过程。基于多孔介质热质传递理论,通过数值模拟的方法,针对利用太阳能辅助热泵干燥粮食时热风随时间变化的情况,采用综合温度和空气绝对湿度作为瞬态边界条件来对干燥过程中粮食内部温度和水分的变化进行模拟研究。模拟结果显示小麦水分在干燥150h后达到安全水分13.6%(干基),而实验结果显示小麦水分在干燥135h后达到安全水分13.6%(干基),二者对比相差不大,并且模拟温度与试验温度吻合较好。     

胡萝卜热风干燥特性实验研究

对新鲜胡萝卜进行了热风干燥特性实验研究,测量了干燥过程中的温度、质量和尺寸随干燥时间的变化,分析了干基含水率和温度随时间的干燥特性曲线。研究结果表明：胡萝卜干燥过程大致可以分为三个阶段，恒速干燥期、第一降速期和第二降速期；胡萝卜干燥过程物理尺寸保留率与干基含水率较符合二次多项式关系；在本实验条件范围内热风温度、速度和相对湿度对胡萝卜干燥速率具有一定的影响：温度越高、风速越大、相对湿度越小,干燥速率越大。     

相变贮热在热泵干燥机组中的应用研究

热泵干燥既能节约能量又可提高产品的质量，当干燥温度满足干燥要求后，热泵干燥机组往往通过排放掉一部分热量来维持干燥温度的稳定，这样降低了热泵干燥的能源利用效率，利用相变材料相变热效应，回收这部分能量，而且又在机组需要热量时将贮存的能量释放给干燥空气，实验结果证明了相变材料在热泵干燥机组中的应用具有明显的节能潜力。     

物料的干燥过程

一太阳能干燥原理太阳能干燥以太阳能为能源,被干燥的湿物料在温室内直接吸收太阳能,或通过与太阳集热器加热的空气进行对流换热而获得热能。物料表面获得热量后,将热量传入物料内部,物料中所含的水分从物料内部以液态或气态形式逐渐到达物料表面,然后通过物料表面的气态界面层扩散到空气中。     

粮食干燥技术的能耗浅析

粮食干燥是一个高耗能作业,在提高干燥效率的情况下节约能源已成为粮食干燥的重要问题之一。本文综述了对流、微波、红外辐射以及低温真空干燥技术的能源消耗状况,并介绍了它们各自的干燥原理和技术特点,列举了目前国内外几种粮食干燥机的能耗状况,提出了粮食干燥的节能发展趋势。     

谷物干燥数学模型的建立及求解

本文以塔式干燥机为例 ,建立了一种干燥介质为热风的谷物干燥数学模型 ,该模型可以用来预示粮食在干燥塔内的水分 ,计算满足出口水分要求的干燥机产量 ,为干燥机的设计和控制提供依据。     

生物质流化床热风干燥特性研究

在一个自制的能实时检测质量的流化床干燥试验装置上对一种速生林木材的热风干燥特性进行了深入系统的研究,分析了热风温度、热风速度以及料层高度等对生物质样品干燥热特性的影响。结果表明:干燥速率随温度和风速的增加而增大;随料层厚度的增加而下降;物料的含水率越高,干燥速率越快,随含水率的变化,各条件对干燥速率的影响程度发生改变。通过对干燥过程模拟分析发现,干燥曲线以及脱水速率分别符合薄层Page模型和线性方程模型,且干燥方程中的参数k主要受风温和料层厚度影响,参数n则主要受风速影响。     

污水污泥干燥特性的实验研究

利用热重差热分析仪对污水污泥干燥过程中的质量、失重率、含水率、热量随温度和加热时间的变化特性进行了研究。在区别于前人污泥高温干燥研究的情况下，利用电热鼓风干燥箱在低温干燥条件下进行实验，通过对所得数据的分析，得出了质量、失重率、含水率和热量等曲线随时间或温度的变化趋势以及质量、升温速率与各种变化拐点的关系。干燥过程中污泥体积有较大变化，这主要是由于污泥中含有某些纤维性物质所致。环境湿度和压力对水分汽化温度范围有很大影响，且干燥过程中有沟痕及结团现象出现。     

薄板烘丝机热风预加热装置及控制方法

薄板烘丝机主要采用热传导、热对流复合干燥技术去除叶丝中的部分水分,改善和提高叶丝的质量,满足后续工序加工要求。热传导以饱和蒸汽为热源,对烘筒内薄板进行加温,工作时,烟丝与薄板接触,以传导方式将热量传递给烟丝,使烟丝温度升高;热对流同样以饱和蒸汽为热源,通过盘管式散热器对空气进行加温形成热风,热风输入烘筒内,以对流方式将热量传递给烟丝,使之温度升高。烟丝温度升高后其中所含     

玉米热风干燥特性模拟研究

针对玉米热风干燥时内部发生的传热传质过程,以单个玉米为研究对象,构建了三维多组分干燥仿真模型。玉米由表皮、硬质胚乳、软质胚乳和胚四部分组成,扩散系数各不相同,以傅里叶导热方程、菲克扩散方程作为控制方程,表面水分蒸发作为边界条件,利用COMSOL Multiphysics模拟研究了整个干燥过程中内部温度场与浓度场的变化情况。研究表明,玉米干燥过程中一直处于降速干燥,外界条件风速、相对湿度对干燥过程中含水率影响不大,表皮层是干燥过程水分迁移主要的传质阻力部分。     

粮食干燥能源利用现状评估指标体系研究

在粮食干燥系统的能源利用流程分析基础上,根据已有研究成果引入?效率指标,建立粮食干燥系统整体的能源利用现状评估指标体系,并给出计算方法,各指标计算所需基本参数在现有技术条件下均可实时监测。利用研究成果并结合数据监测、采集和专用软件计算,实现粮食干燥能效数据获取后的自动评价,为粮食干燥设备的运行管理提供过程监测和控制,辅助提升粮食干燥的能效,提高干燥过程的能源管理水平,降低粮食干燥过程的能源消耗。     

粮食干燥机能效在线评估系统设计

总结粮食干燥系统能效评估方法,设计一种与其相对应的粮食干燥能效在线评估系统,能够实时监测粮食干燥系统的能源消耗量,动态计算各能效指标参数,对各能效指标进行对比评价,客观反应粮食烘干系统的能源消耗情况,实现粮食干燥设备过程数据的可视化,为降低粮食烘干系统的能源消耗、提高能源管理水平提供数据支持。     

强化传热生物质燃料热风炉研究

在我国,粮食及其它农副产品的安全储存是一个重要问题.安全储存的一个技术关键就是要将其水分降至安全水分,采用热风炉间接加热空气的干燥方法应用最为广泛.但是,目前使用的各种不同形式的热风炉普遍存在污染环境和热效率低的缺点.为此,在理论及实验指导下,研制出用于粮食及其它农副产品干燥的新型热风炉.此炉型采用生物质燃料洁净燃烧技术及高强化传热技术,具有低污染、高效率、长寿命等优点.     

秸秆等温干燥热质传输机理研究(Ⅱ)——动力学数值模拟

总结分析了生物质秸秆干燥动力学以及干燥热流的国内外研究进展,采用经验模型模拟粉末状玉米秸秆的干燥过程并对模型进行评价,在此基础上模拟干燥热流.结果表明:经验或半经验的数学模型是目前干燥动力学最为广泛的研究方法,R2和x2结果显示,Midilli et a1.模型对玉米秸秆干燥模拟的效果最好；干燥热流由3部分叠加而成,其中水分蒸发热流是主要部分；需热量积分结果显示模拟值与实验值吻合较好.     

太阳能辅助热泵就仓干燥系统的研究与应用

设计一套太阳能辅助热泵就仓干燥系统,并建立各个部件及谷物干燥的数学模型,分析了一套由100m~2真空管空气集热器和加热量为90kW的热泵组成的系统,在不同天气情况下的工作模式以及在典型晴天下的工作性能;结合谷物干燥模型模拟了谷物的初始湿含量为17%,初始温度为20℃,3000t谷物在10～15d内的干燥情况。得出:太阳能保证率可达到20%,系统平均加热量为120kW,COP可达到约4.14,降低1.5%的水分需要10d时间,降低2%的水分需要约15d时间。     

水循环式热泵干燥装置的分析

热泵干燥装置具有节约能源、环境友好、可低温干燥等特点。水循环式热泵干燥装置是指热泵和干燥部分通过水循环耦合而成的热泵干燥装置,与热泵和干燥部分直接耦合相比,具有不向环境排放热量、机组调控性好、对干燥过程的匹配性好、成本低等优势,是一种较适宜于中小型热泵干燥装置的结构型式。     

PCM空气式太阳能干燥在茶叶加工中的应用

介绍了云南普洱市的某茶业公司PCM空气式太阳能一热泵联合干燥房建设及应用实例。普洱茶传统加工工艺采用燃煤蒸汽锅炉进行茶饼烘干处理,现进行技术改造,采用节能环保的PCM空气式太阳能热泵干燥系统代替现有的燃煤锅炉干燥系统。通过PCM空气式太阳能集热系统,将太阳能转换热能。以空气为换热介质与空气式太阳能集热器进行换热,通过循环风机直接将热风通入到烘房内提供物料干燥热量需求;当太阳能不足时,启动空气源热泵系统。对该工程的设计方案并及干燥系统工作原理进行了详细介绍,从干燥系统运行过程中采集数据进行分析计算,计算结果表明本干燥系统节能效果明显。这些数据对目前高效利用太阳能进行商业干燥设计参数的选取,以及太阳能干燥系统的优化设计具有重要借鉴意义。