太阳能拓展集热式成套干燥技术在现代农业中的应用与推广

【摘要】：太阳能干燥是指利用太阳辐射能及干燥装置进行的干燥作业,具有干燥产品品质好、周期短、效率高等优点。利用太阳能进行干燥作业能有效地节约能源,保护环境。实践证明,太阳能干燥是一种行之有效的方法,对发展农村经济,节约常规能源,避免环境污染,提高产品质量,改变落后的生产加工方式和农民致富都将起积极作用。我国干燥作业涉及国民经济的广泛领域,同时也是我国的耗能大户之一,所用能源占国民经济总能耗的12%左右。物料干燥过程造成的污染常常是我国环境污染的主要来源,因此,干燥技术的节能与环保问题十分重要。本文通过对已经产业化的普通平板真空玻璃作为太阳能干燥装置的主要特殊部件为研究对象,研究太阳能干燥装置的设计制造,成功制造出干燥装置样品,并对其节能性能进行理论分析,为其产业化与与推广应用提供前期的技术基础。通过对稻谷的干燥试验分析,获得了该干燥装置在实际应用中的有效性,为太阳能干燥装置的推广使用提供了实际范例支持。(1)对太阳能拓展集热式成套干燥装置的总体结构进行了设计,太阳能拓展集热式成套干燥装置采用整体可移动式钢结构型透光干燥房方案,真空平板玻璃作为外覆盖材料,透光干燥房上方设有排湿风机出气口,透光干燥房下部开通风槽,通风槽上方布有透气盖板且通风槽与室外相通。干燥房顶部与右侧设置有拓展集热装置可以为干燥房收集更多的热量以提高太阳能利用效率,加快物料干燥速度。物料有序安置于干燥房两侧,中间布有液压装卸装置行走通道。在智能控制系统的作用下室内的湿空气快速从顶部排湿风机出气口排出,最终形成具有太阳能热效应的智能内外环流式通风除湿效应,排出并保持干燥温度恒定。(2)对太阳能拓展集热式成套干燥装置智能化控制系统研究,影响太阳能拓展集热式成套干燥系统干燥品质与效率的主要因素有：干燥房温度、空气湿度、热空气循环速度,根据此特点,设计了以干燥温度、空气湿度、热空气循环速度为特征参量的智能化控制系统。太阳能拓展集热式成套干燥装置智能化控制系统的温度、湿度与风速变化的监测特征是通过时域和时频域信号分析方法获得,采用多传感器数据融合技术设计。太阳能拓展集热式成套干燥装置智能化控制系统,通过对干燥过程进行在线监测与实时控制,采用基于自适应动态克隆选择算法优化RBF神经网络的方法实现干燥温度、空气湿度与热空气循环速度的智能化决策,预测下一步干燥工艺参数,从而保证干燥装置工作的可靠性与稳定性,实现其智能化控制。(3)建立太阳能拓展集热式成套干燥系统的干燥数学模型,利用太阳能拓展集热式成套装备进行稻谷的干燥特性试验,研究热风温度、热风速度与干燥时间对稻谷含水率影响规律。(4)对太阳能拓展集热成套干燥装置进行的技术可行性分析和经济可行性分析。运用投资回收期、投资收益率和净现值这三个指标对装置进行经济可行性分析,为干燥装置的推广应用打下基础。(5)对应用与推广太阳能拓展集热式成套干燥技术的优越性进行了简述,并对其推广应用的各种人为因素及自然因素进行了分析,最后提出了该干燥技术在推广应用时的保障措施。 【关键词】：太阳能 干燥装置 真空玻璃 推广应用 节能
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S214
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题的来源与研究内容13-14
• 1.3.1 太阳能干燥目前存在的问题13-14
• 1.3.2 课题的来源14
• 1.3.3 课题的研究内容14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 太阳能拓展集热式成套干燥系统总体设计15-26
• 2.1 太阳能拓展集热式成套干燥系统干燥原理15
• 2.2 太阳能拓展集热式成套干燥系统总体设计15-16
• 2.3 太阳能拓展集热式成套干燥系统总体结构的几何参数确定16-18
• 2.4 透光干燥房的支撑结构设计18-19
• 2.5 干燥房透光覆盖层的选择与设计19-22
• 2.5.1 玻璃19
• 2.5.2 中空有机板材19-20
• 2.5.3 双层充气有机薄膜20
• 2.5.4 真空平板玻璃20-22
• 2.6 太阳能拓展收集装置的设计22-24
• 2.7 耳室的结构设计24
• 2.8 物料装载架设计的结构设计24-25
• 2.9 本章小结25-26
• 第3章 太阳能拓展集热式成套干燥装置智能化控制系统26-39
• 3.1 基于多传感器的智能化控制系统的设计与开发26-27
• 3.2 在线监测系统的硬件实现方法27-31
• 3.2.1 温度传感器27-28
• 3.2.2 湿度传感器28-29
• 3.2.3 风速传感器29-30
• 3.2.4 无线数据传输系统30-31
• 3.3 智能化控制系统的软件实现方法31-32
• 3.4 干燥加工过程传感器测试数据的选择与提取32-37
• 3.4.1 多传感器数据融合33-34
• 3.4.2 智能化控制策略设计34-37
• 3.5 系统应用37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 太阳能拓展集热式成套装备干燥稻谷的试验研究39-49
• 4.1 太阳能拓展集热式成套干燥系统的干燥数学模型39-41
• 4.2 试验材料与方法41-44
• 4.2.1 试验材料41-42
• 4.2.2 试验方法42-44
• 4.3 试验结果44-48
• 4.3.1 太阳能拓展集热式成套装备的温湿度变化44-46
• 4.3.2 干燥稻谷的含水率变化46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 太阳能拓展集热成套干燥技术应用可行性分析49-53
• 5.1 太阳能拓展集热成套干燥装置的技术可行性分析49-50
• 5.1.1 太阳能拓展集热式成套干燥装置的特点49
• 5.1.2 太阳能干燥物料的优点49-50
• 5.2 太阳能拓展集热成套干燥技术的经济可行性分析50-52
• 5.2.1 经济分析基础数据50-51
• 5.2.2 静态分析方法51
• 5.2.3 动态分析方法51-52
• 5.2.4 太阳能拓展集热成套干燥装置节省能源分析52
• 5.3 本章小结52-53
• 第6章 太阳能拓展集热式成套干燥技术的推广应用53-56
• 6.1 太阳能拓展集热式成套干燥技术应用条件与优越性53
• 6.2 太阳能拓展集热式成套干燥技术的推广应用影响因素分析53-54
• 6.3 太阳能拓展集热式成套干燥技术推广应用的保障措施54-55
• 6.4 本章小结55-56
• 第7章 论文总结与展望56-58
• 7.1 工作总结56-57
• 7.2 本文的创新点与成果57
• 7.3 不足之处与即将展开的工作57
• 7.4 本章小结57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间主要的论文63-64

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